JP2024063408A - 口栓付きパウチの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】口栓とフィルムシートとを溶着した際に口栓とフィルムシートとの間に隙間が生じるのを抑制できる口栓付きパウチの製造方法を提供する。【解決手段】口栓２０の溶着部と、フィルムシート１１で形成されたパウチ１０とを加熱および加圧してヒートシールする口栓付きパウチ１００の製造方法であって、前記溶着部を加熱して、前記溶着部の温度を予熱温度範囲の範囲内で高くする口栓供給前加熱工程Ｓ１と、前記口栓供給前加熱工程Ｓ１を施した後に、前記溶着部と前記パウチ１０とを溶着するヒートシール工程Ｓ４と、を備え、前記予熱温度範囲は、前記溶着部の融点から前記フィルムシート１１の融点を引いた融点差において、前記融点差より１０℃低い温度以上、前記融点差より１０℃高い温度以下である。【選択図】図５

Description

本発明は、口栓付きパウチの製造方法に関する。

樹脂で形成された口栓と、フィルムシートを袋状に形成したパウチとをヒートシールした口栓付きパウチがある。パウチ内部の充填空間に飲料等の内容物を充填して口栓をキャップで閉じることで、内容物を密封保存できる。また、キャップを開けて、充填された飲料を口栓から容易に飲むことができる。

口栓付きパウチの製造方法として、特許文献１に記載のプラスチック容器の製造方法がある。特許文献１に記載のプラスチック容器の製造方法では、口栓とプラスチックシートを加熱および加圧して溶着する際に、耐熱剥離シートでプラスチックシートの表面を被覆する。被覆した耐熱剥離シートを加熱金型で挟着してプラスチックシートの表面を加熱および押圧することで、溶融したプラスチックが加熱金型の周縁に流れ出るのを抑制する。そのため、溶融したプラスチックが加熱金型に付着するのを防ぎ、また、溶融したプラスチックの流動を抑制することで、プラスチックシートを高温に加熱してもピンホールの発生を少なくできる。

特開平７－２４９１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプラスチック容器の製造は、口栓の融点がフィルムシート（プラスチックシート）の融点と比較して高い場合、口栓とフィルムシートとを十分にヒートシールするためには、フィルムシートの融点に対して高温で加熱する必要がある。その結果、フィルムシートの口栓とヒートシールした箇所にシワが発生して、口栓とフィルムシートとの間に隙間ができ、充填した内容物が外部へ漏れてしまう虞がある。また、シワの発生による外観の悪化や、外部からパウチ（プラスチック容器）の内部へ酸素等が入り込むことによる内容物の劣化が懸念される。

例えば、口栓の材質には、剛性の高い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が使用されることが多い。ナイロンやアルミニウムの中間層を有する積層フィルムをパウチのフィルムシートとして使用する場合、中間層の剛性が高いため、フィルムシートを高温に加熱してもシワが発生しにくい。しかしながら、リサイクル性の観点から、単一素材（モノマテリアル）のフィルムシートが求められている。

単一素材のフィルムシートを口栓付きパウチに用いる場合、ヒートシールのしやすさから、フィルムシートの材質として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が用いられる。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の融点は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の融点よりも低いため、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いた口栓と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いたフィルムシートとをヒートシールする際、融点の高い口栓を溶融させるための加熱温度および加熱時間によってフィルムシートが収縮し、フィルムシートにシワが発生する虞がある。

上記事情を踏まえ、本発明は、口栓とフィルムシートとを溶着した際に口栓とフィルムシートとの間に隙間が生じるのを抑制できる口栓付きパウチの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の口栓付きパウチの製造方法は、口栓の溶着部と、フィルムシートで形成されたパウチとを加熱および加圧してヒートシールする口栓付きパウチの製造方法であって、前記溶着部を加熱して、前記溶着部の温度を予熱温度範囲の範囲内で高くする口栓供給前加熱工程と、前記口栓供給前加熱工程を施した後に、前記溶着部と前記パウチとを溶着するヒートシール工程と、を備え、前記予熱温度範囲は、前記溶着部の融点から前記フィルムシートの融点を引いた融点差において、前記融点差より１０℃低い温度以上、前記融点差より１０℃高い温度以下である。

上記口栓付きパウチの製造方法では、前記口栓供給前加熱工程は、前記口栓を前記口栓付きパウチの製造ラインへ供給する前に実施されてもよい。

上記口栓付きパウチの製造方法では、前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部に対して非接触の加熱方法によって前記溶着部を加熱してもよい。

上記口栓付きパウチの製造方法では、前記融点差が、１０℃より大きく、かつ、２０℃以下のとき、前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部の温度を約１０℃高くしてもよい。

上記口栓付きパウチの製造方法では、前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部に前記加圧方向でホットエアを吹き付けて前記溶着部を加熱してもよい。

上記口栓付きパウチの製造方法では、前記フィルムシートは、単一素材であってもよい。

本発明の口栓付きパウチの製造方法によれば、口栓とフィルムシートとを溶着した際に口栓とフィルムシートとの間に隙間が生じるのを抑制できる口栓付きパウチの製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る口栓付きパウチの斜視図である。 本実施形態に係る口栓の正面図および側面図である。 同口栓付きパウチのヒートシールされた口栓とフィルムシートとの断面図である。 本実施形態に係る口栓付きパウチの製造方法を示すフローチャートである。 同口栓付きパウチの製造方法を模式的に示す図である。 内容物を充填した実施例１の口栓付きパウチを示す写真である。 内容物を充填した比較例１の口栓付きパウチを示す写真である。

本発明の一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る口栓付きパウチ１００の斜視図である。
口栓付きパウチ１００は、パウチ１０と、口栓２０と、キャップ３０と、を備える。口栓付きパウチ１００は、袋状のパウチ１０と口栓２０とをヒートシールによって接続し、パウチ１０の充填空間１０ｓに飲料等の内容物を充填して、口栓２０をキャップ３０で閉じることで密封されているため、内容物は口栓付きパウチ１００の外部へ漏れない。使用者は、キャップ３０を開けることで密封状態を解除し、口栓２０から内容物の飲料を飲むことができる。

パウチ１０を構成する対向したフィルムシートで口栓２０を挟み、口栓２０を挟み込んだ方向の両側からパウチ１０と口栓２０とを加圧および加熱して溶着する。口栓付きパウチ１００は、有底のスタンディングパウチ容器であり、口栓２０を上側にして机等に置くことができる。

本実施形態では、図１に示すように、口栓２０を上側にして置いた状態の口栓付きパウチ１００における鉛直方向を「上下方向Ｖ」、鉛直上向きを上下方向Ｖにおける「上側ＵＰ」、鉛直下向きを上下方向Ｖにおける「下側ＬＯ」と定義する。また、パウチ１０と口栓２０とのヒートシール時に加圧した方向を「奥行方向Ｄ」、奥行方向Ｄにおける一方側を「前側ＦＲ」、奥行方向Ｄにおける他方側を「後側ＲＲ」と定義する。また、上下方向Ｖおよび奥行方向Ｄと直交する方向を「水平方向Ｈ」、水平方向Ｈにおける一方側を「左側ＬＴ」、水平方向Ｈにおける他方側を「右側ＲＴ」と定義する。

パウチ１０は、充填空間１０ｓと、フィルムシート１１と、上シール部１２と、横シール部１３と、底シール部１４と、を備える。充填空間１０ｓは、フィルムシート１１に囲われた空間であり、口栓付きパウチ１００の内容物が充填される空間である。

フィルムシート１１は、単一素材（モノマテリアル）の樹脂で形成されたシート状の樹脂フィルムである。フィルムシート１１の材料として、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等を採用できる。フィルムシート１１の材質は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）に限られず、ヒートシール（熱溶着）に適したものであればよい。フィルムシート１１は、単一素材の単層フィルムでもよいし、同系統の樹脂を積層した単一素材の複層フィルムでもよい。フィルムシート１１を単一素材で形成することで、リサイクル性を向上できる。
フィルムシート１１には、商品名又はロゴ等の印刷を施してもよい。

フィルムシート１１は、前フィルム１１ａと、後フィルム１１ｂと、底フィルム１１ｃと、を備える。前フィルム１１ａは、パウチ１０の前側ＦＲに配置されている。後フィルム１１ｂは、パウチ１０の後側ＲＲに配置されている。前フィルム１１ａおよび後フィルム１１ｂは、略長方形で、パウチ１０の充填空間１０ｓに充填される内容物を覆うのに十分な形状を有する。

パウチ１０は、奥行方向Ｄに対向させた前フィルム１１ａおよび後フィルム１１ｂを上シール部１２および横シール部１３でヒートシールし、前フィルム１１ａおよび後フィルム１１ｂと、その間に二つ折りにして挟んだ底フィルム１１ｃとを底シール部１４でヒートシールして袋状に形成されている。パウチ１０は、一枚のフィルムシート１１を折り曲げてヒートシールすることで形成されてもよいし、複数のフィルムシート１１をヒートシールして接続することで形成されてもよい。口栓付きパウチ１００が底面を有さない場合、パウチ１０は、底フィルム１１ｃを備えなくてもよい。
また、パウチ１０は、側部において前フィルム１１ａと後フィルム１１ｂとの間に二つ折りにして挟んだ折り込み部材を備えるガゼットタイプの形状としてもよい。

上シール部１２は、奥行方向Ｄに対向した前フィルム１１ａ、後フィルム１１ｂおよび口栓２０をヒートシールした部位であり、パウチ１０の上側ＵＰの端部に配置されている。横シール部１３は、奥行方向Ｄに対向した前フィルム１１ａと後フィルム１１ｂとをヒートシールした部位であり、パウチ１０の左側ＬＴおよび右側ＲＴの端部に配置されている。底シール部１４は、奥行方向Ｄに対向した前フィルム１１ａ、後フィルム１１ｂおよび底フィルム１１ｃをヒートシールした部位であり、パウチ１０の下側ＬＯの端部に配置されている。上シール部１２、横シール部１３および底シール部１４によって充填空間１０ｓの周囲のフィルムシート１１をヒートシールすることで、充填空間１０ｓを密封した略長方形の袋状のパウチ１０が形成される。

図２は、本実施形態に係る口栓２０を示す正面図および側面図である。図２（ａ）は、口栓２０の正面図である。図２（ｂ）は、口栓２０の側面図である。
図３は、口栓２０とフィルムシート１１とが溶着された上シール部１２の断面図である。

口栓２０は、口部２１と、溶着部２２と、流路２３と、延長部２４と、を備える。口栓２０は、樹脂材を用いた射出成型により形成されている。口栓２０の材質として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等を採用できる。口栓２０の材質は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）に限られず、フィルムシート１１とヒートシール可能で、かつ、十分な剛性を有した材料であればよい。また、口栓２０の表層の材質の融点は、フィルムシート１１の材質の融点よりも高い。

口部２１は、略円筒状であり、口栓２０の上側ＵＰに配置されている。ここで、口部２１の上下方向Ｖにおける中心軸を中心軸Ｏと定義する。口部２１は、キャップ３０と螺合する螺旋状の螺子部２１ａを備える。

溶着部２２は、図３に示すように、円筒部２２ａと、左側延長部２２ｂと、右側延長部２２ｃと、を有する。円筒部２２ａは、溶着部２２の基部であり、中心軸Ｏを中心軸とする略円筒状である。左側延長部２２ｂは、円筒部２２ａの左側ＬＴに接続され、上側ＵＰから見たとき、右側ＲＴから左側ＬＴに向かって先細った形状を有する。右側延長部２２ｃは、円筒部２２ａの右側ＲＴに接続され、上側ＵＰから見たとき、左側ＬＴから右側ＲＴに向かって先細った形状を有する。

溶着部２２は、溶着リブ２２ｄを備える。溶着リブ２２ｄは、溶着部２２の奥行方向Ｄに突出した凸形状であり、本実施形態において、前側ＦＲと後側ＲＲとに各３本配置されている。溶着部２２が溶着リブ２２ｄを備えることで、溶着部２２とフィルムシート１１とをヒートシールするとき、溶着部２２は、溶融する樹脂量を十分に確保できる。また、ヒートシールした溶着部２２とフィルムシート１１において、溶着リブ２２ｄが上下方向Ｖにおけるフィルムシート１１との引っ掛かりとなり、上下方向Ｖにおいて溶着部２２とフィルムシート１１との溶着剥がれを抑制できる。溶着部２２が溶着リブ２２ｄを備えなくてもフィルムシート１１と十分にヒートシールできる場合は、溶着部２２は溶着リブ２２ｄを備えなくてもよい。

溶着部２２は、口部２１の下側ＬＯに配置されている。口部２１の下側ＬＯの端部と、溶着部２２の上側ＵＰの端部が接続されている。口部２１の内周面と円筒部２２ａの内周面とが連通して流路２３を形成している。

流路２３は、口部２１と溶着部２２とに連通し、中心軸Ｏを中心軸とする円柱状の空間である。口栓付きパウチ１００の充填空間１０ｓに充填された内容物は、流路２３を経由して口部２１の上側ＵＰの端部から外部へ取り出される。

延長部２４は、前側ＦＲおよび後側ＲＲから見たとき、Ｕ字の開口を上側ＵＰに向けた略Ｕ字形状をしている。延長部２４の上側ＵＰの端部と、溶着部２２の下側ＬＯの端部とが接続されている。延長部２４は、奥行方向Ｄにおいて一定の厚さを有する。そのため、使用者が充填空間１０ｓに充填された内容物を吸い出す際、延長部２４がフィルムシート１１の奥行方向Ｄの移動を規制して、充填空間１０ｓの奥行方向Ｄにおける空間を確保し、流路２３の下側ＬＯの端部がフィルムシート１１によって塞がれるのを抑制できる。

キャップ３０は、口栓付きパウチ１００の内容物が外部へ漏れるのを防ぐ蓋である。キャップ３０は、上側ＵＰが塞がれた略円筒状であり、内周面に有する溝が口栓２０の螺子部２１ａと螺合して口栓２０に接続される。キャップ３０によって口栓２０に蓋をすることで口栓付きパウチ１００の内容物は密封される。使用者は、口栓２０とキャップ３０との螺合を解除して口栓付きパウチ１００を開けることで、充填空間１０ｓに充填された内容物を外部へ取り出すことができる。例えば、充填空間１０ｓに充填された内容物が飲料の場合、使用者は、キャップ３０を口栓２０から外して開けて、流路２３を経由して口栓２０の上側ＵＰの開口から飲料を飲むことができる。

次に、口栓付きパウチ１００の製造方法の一例について説明する。

図４は、口栓付きパウチ１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図５は、口栓付きパウチ１００の製造方法の一例を模式的に示す図である。

まず、ステップＳ１（口栓供給前加熱工程）を実施する。ステップＳ１において、口栓２０にホットエアを吹き付けて、口栓２０を加熱する。

ステップＳ１における口栓２０の加熱は、口栓２０の溶着部２２を加熱するために施す。そのため、溶着部２２の近傍のみを加熱してもよいし、口栓２０の全体を加熱してもよい。加熱設備にかかる費用や加熱設備の設置面積を少なくするため、溶着部２２の近傍のみを加熱するのが望ましい。

ここで、ステップＳ１で上昇させる溶着部２２の温度の範囲を、「予熱温度範囲Ｔ１」と定義する。また、溶着部２２の融点から、フィルムシート１１の融点を引いた温度差を、「融点差Ｔ２」と定義する。

ステップＳ１における予熱温度範囲Ｔ１は、融点差Ｔ２より１０℃低い温度以上、融点差Ｔ２より１０℃高い温度以下である。ステップＳ１において、溶着部２２を加熱して、溶着部２２の温度を予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で高くする。ステップＳ１で上昇させる溶着部２２の温度は、約１０℃が望ましい。また、融点差Ｔ２は、１０℃より大きく、かつ、２０℃以下が望ましい。

ステップＳ１において、パーツフィーダ（自動部品供給装置）の近傍にホットエアを吹き付ける設備を設置し、パーツフィーダ内の口栓２０にホットエアを吹き付ける。例えば、パーツフィーダ内を搬送される口栓２０において、雰囲気温度が９５℃の加熱設備の内部を４秒かけて口栓２０を通過させる。ホットエアを吹き付けることによる加熱を口栓２０に施すことで、溶着部２２の表面温度を加熱前より約１０℃高くする。加熱設備における上記の雰囲気温度および口栓２０の通過時間は一例であり、これに限定されない。例えば、加熱設備の内部の雰囲気温度を９５℃より高くして口栓２０を通過させる時間を４秒より短くしてもよい。

また、口栓２０を加熱する設備としてホットエアを採用することで、溶着部２２を均一に加熱することができる。例えば、金型を溶着部２２に押し当てて加熱する場合、口栓２０や金型の寸法のバラつきにより、金型と溶着部２２とが十分に接触する箇所と、金型と溶着部２２との接触が不十分な箇所とが生じやすい。その場合、溶着部２２が均一に加熱されず、溶着部２２の上昇温度が設定した予熱温度範囲Ｔ１の範囲外となる虞がある。溶着部２２を均一に加熱できる加熱方法であれば、ホットエア以外の加熱方法を採用してもよく、例えば、赤外線照射による加熱等の非接触の加熱方法を用いることができる。

なお、ステップＳ１は、口栓２０を口栓付きパウチ１００の製造ラインに供給するパーツフィーダ内に待機している口栓２０に対して施される。ここで、製造ラインとは、供給された口栓付きパウチ１００の各構成部品が、各工程を順番に工程ごとに決められた時間で送られ、ヒートシール等の加工を施される一連の流れ作業による製造工程を示す。

ホットエア等の非接触の加熱方法によって溶着部２２を加熱する場合、設定した予熱温度範囲Ｔ１の範囲まで溶着部２２の温度を上昇させるのに時間を要する可能性がある。しかしながら、パーツフィーダ内に待機している口栓２０に対してステップＳ１を施すことで、口栓付きパウチ１００の製造にかけることができる時間（タクトタイム）外でステップＳ１を施すことができる。そのため、ステップＳ１にかかる時間が口栓付きパウチ１００のタクトタイムに影響することなく溶着部２２の温度を予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で上昇させることができる。また、既存の口栓付きパウチの製造ラインを変更する必要がなく、パーツフィーダに加熱設備を追加するだけであるため、設備変更にかかる費用を最小限にできる。ステップＳ１は、口栓付きパウチ１００の製造ラインに供給される前の口栓２０に施されればよく、パーツフィーダ以外の設備に保管された口栓２０に対して施されてもよい。

次に、ステップＳ２（口栓供給工程）を実施する。ステップＳ２において、ステップＳ１で予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で溶着部２２の温度を上昇させた口栓２０を、パーツフィーダから口栓付きパウチ１００の製造ラインに供給する。口栓２０を口栓付きパウチ１００の製造ラインに供給した後、口栓２０において、溶着部２２に金型を接触させて加熱（プレヒート）する。ステップＳ２において溶着部２２へ施す加熱は、ステップＳ１で施す非接触の加熱とは異なり、金型を溶着部２２へ接触させる加熱方法である。そのため、ステップＳ１での加熱と比較して、溶着部２２の全体を均一に加熱するのが難しく、主に溶着リブ２２ｄが加熱される。ステップＳ２において、例えば、口栓２０の溶着部２２に金型を押し当てて、１５０℃で０．１８秒加熱する。

次に、ステップＳ３（フィルム供給工程）を実施する。ステップＳ３において、フィルムシート１１を製造ラインに供給する。ステップＳ３で製造ラインに供給されるフィルムシート１１は、横シール部１３および底シール部１４がヒートシールされており、上側ＵＰに開いた袋形状をしている。フィルムシート１１には、予め商品名又はロゴ等の印刷を施してもよい。

また、ステップＳ３において、後述するヒートシール工程に備え、フィルムシート１１と口栓２０との位置を決めるための仮ヒートシール工程を実施する。仮ヒートシール工程では、供給された袋状のフィルムシート１１の上側ＵＰの開口に口栓２０を差し込み、フィルムシート１１の上側ＵＰの端部において、奥行方向Ｄに対向したフィルムシート１１で口栓２０の溶着部２２を挟み込む。口栓２０を挟み込んだフィルムシート１１の前側ＦＲおよび後側ＲＲから、フィルムシート１１および溶着部２２を加熱および加圧して、フィルムシート１１と溶着部２２とを溶融接着する。ここで、仮ヒートシール工程では口栓２０に対するフィルムシート１１の位置を決められればよく、例えば、上シール部１２において、フィルムシート１１および溶着部２２の一部分のみに金型を押し当てて１８０°で０．８秒加熱し、フィルムシート１１と溶着部２２の一部分のみを溶融接着して、口栓２０に対するフィルムシート１１の位置を決定する。なお、仮ヒートシール工程による位置決めが不要な場合は、仮ヒートシール工程を施さずにステップＳ４へ移行してもよい。

次に、ステップＳ４（ヒートシール工程）を実施する。ステップＳ４において、ステップＳ２およびステップＳ３で製造ラインに供給された口栓２０とフィルムシート１１とをヒートシールして接続する。フィルムシート１１の前側ＦＲおよび後側ＲＲから、フィルムシート１１および溶着部２２を加熱および加圧して、フィルムシート１１と溶着部２２とを溶融接着する。ステップＳ４でフィルムシート１１と溶着部２２とをヒートシールすることで、パウチ１０の上シール部１２が形成される。なおこの際、ヒートシールの工程は複数回に分けて実施されてもよく、また、ヒートシール後に冷却工程を設けてヒートシール部を冷却するようにしてもよい。

例えば、ステップＳ４において、１５５℃で０．８秒加熱する工程を３回実施する。ステップＳ４で実施するヒートシールを、第一ヒートシール工程、第二ヒートシール工程および第三ヒートシール工程として３回に分けることで、ステップＳ４にかかる時間が他の工程より多くなることを抑制し、口栓付きパウチ１００の製造にかけることができる時間（タクトタイム）への影響を最小限にできる。

また、ヒートシール後の冷却工程において、例えば、フィルムシート１１と溶着部２２とをヒートシールした箇所（ヒートシール部）に金型（冷却シール板）を接触させてヒートシール部を冷却する。冷却シール板において、室温（常温）状態の冷却シール板を用いてもよいし、内部にチラー水を循環させて室温以下の温度とした冷却シール板を用いてもよい。

また、ステップＳ１における溶着部２２の加熱は、ステップＳ４における加圧方向（奥行方向Ｄ）で溶着部２２にホットエアを吹き付けることで、溶着部２２のフィルムシート１１と溶着される部位を効率よく加熱することができる。

横シール部１３および底シール部１４を形成するヒートシールは、ステップＳ４で施されてもよい。例えば、ヒートシールされていないシート状のフィルムシート１１を製造ラインに供給し、ステップＳ４においてフィルムシート１１と口栓２０とをヒートシールする際に、横シール部１３および底シール部１４のヒートシールを施してもよい。

また、フィルムシート１１とヒートシールされる溶着部２２の表層の融点は、フィルムシート１１の融点よりも高い。例えば、溶着部２２の材質として、融点１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いる。フィルムシート１１の材質として、融点１１３℃の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いる。この場合、溶着部２２とフィルムシート１１とを十分にヒートシールするためには、溶着部２２の融点である１３１℃よりも高い温度で加熱してヒートシールする。そのため、フィルムシート１１の融点とヒートシールする加熱温度との温度差が大きく、加熱によりフィルムシート１１が収縮してシワが発生し、溶着部２２とフィルムシート１１との間に隙間ができる虞がある。その結果、充填空間１０ｓに充填された内容物が、溶着部２２とフィルムシート１１との間の隙間から外部へ漏れる虞がある。

ステップＳ１で溶着部２２を加熱して、予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で溶着部２２の表面温度を高くすることで、ステップＳ４でフィルムシート１１と溶着部２２とをヒートシールする際、溶着部２２の温度が融点まで達するまでの加熱時間を短くできる。そのため、フィルムシート１１を加熱する時間が短くなり、フィルムシート１１にシワが発生するのを抑制できる。その結果、溶着部２２とフィルムシート１１との間に隙間を生じさせずにヒートシールすることができ、口栓付きパウチ１００において、充填空間１０ｓに充填された内容物が外部へ漏れるのを抑制できる。

また、ヒートシール時の加熱でフィルムシート１１にシワが発生する虞がある場合は、フィルムシート１１のシワを防止するためにナイロンやアルミニウム等を積層して剛性を高くした積層フィルムをフィルムシート１１に用いる必要があるが、ステップＳ１で溶着部２２の温度を予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で高くすることで、ポリエチレン樹脂等の単一素材で形成されたフィルムシート１１を用いても口栓２０とフィルムシート１１とを十分にヒートシールできるため、リサイクル性に優れた口栓付きパウチ１００を製造できる。

予熱温度範囲Ｔ１が、融点差Ｔ２より１０℃低い温度未満だと、ステップＳ４で溶着部２２とフィルムシート１１とをヒートシールする際に必要な熱量が大きくなり、フィルムシート１１にシワが発生して口栓２０とフィルムシート１１との間に隙間が生じる。予熱温度範囲Ｔ１が、融点差Ｔ２より１０℃高い温度より大きいと、ステップＳ１で溶着部２２を加熱する際に、ホットエアの温度をより高くすることや、ホットエアを吹き付ける時間を長くすることが必要であり、製造にかかる費用又は時間が多くなる。そのため、ステップＳ１における溶着部２２の予熱温度範囲Ｔ１は、融点差±１０℃にする。

例えば、溶着部２２の融点が１３１℃、フィルムシート１１の融点が１１３℃の場合、融点差Ｔ２は１８℃である。このとき、ステップＳ１において、予熱温度範囲Ｔ１は、８℃以上２８℃以下である。そのため、ステップＳ１において、溶着部２２の温度が８℃以上２８℃以下の範囲内で上昇するように加熱する。

溶着部２２とフィルムシート１１とをヒートシールした後、溶着部２２とフィルムシート１１とが十分に接着されているかを検査し、次の工程へ移行する。

次に、ステップＳ５（充填工程）を実施する。ステップＳ５において、口部２１の上側ＵＰの開口から流路２３を経由して、パウチ１０の充填空間１０ｓへ内容物を充填する。充填空間１０ｓに内容物を充填した後、パウチ１０および口栓２０を洗浄し、乾燥させ、次の工程へ移行する。

次に、ステップＳ６（蓋閉め工程）を実施する。ステップＳ６において、口部２１の上側ＵＰの開口をキャップ３０で閉じて、口栓付きパウチ１００を密封する。次に、キャップ３０が適切に閉められているか否か等の検査を実施し、口栓付きパウチ１００の製造工程を完了する。

本実施形態の口栓付きパウチ１００の製造方法によれば、ステップＳ１において、口栓２０の溶着部２２を加熱し、融点差Ｔ２より１０℃低い温度以上、融点差Ｔ２より１０℃高い温度以下の予熱温度範囲Ｔ１の範囲内で、溶着部２２の温度を上昇させる。その後、ステップＳ４で、口栓２０とフィルムシート１１とをヒートシールして接着する。そのため、溶着部２２の融点がフィルムシート１１の融点よりも高い場合でも、フィルムシート１１にシワが発生することなく、口栓２０とフィルムシート１１とをヒートシールできる。その結果、口栓２０とフィルムシート１１とを溶着した際に口栓２０とフィルムシート１１との間に隙間が生じるのを抑制できる口栓付きパウチ１００の製造方法を提供することができる。また、ポリエチレン樹脂等の単一素材を用いたフィルムシート１１でも口栓２０とフィルムシート１１とを十分にヒートシールできるため、リサイクル性に優れた口栓付きパウチ１００の製造方法を提供することができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例１）
上記実施形態において、ステップＳ１において口栓２０はホットエアを吹き付けることにより加熱されるが、口栓２０を加熱する方法はこれに限定されない。口栓２０は、ホットエアの吹き付け以外の方法で加熱されてもよい。例えば、口栓２０は、電熱線の近傍を通過させることで加熱されてもよい。

以下実施例により、本発明を詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
融点１１３℃の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いて、単一素材のフィルムシート１１を形成した。融点１３１℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いて、口栓２０を形成した。口栓供給前加熱工程Ｓ１において、口栓２０の溶着部２２にホットエアを吹き付けて加熱し、溶着部２２の表面温度を加熱前よりも１０℃高くした。

フィルムシート１１と、表面温度を１０℃高くした溶着部２２とを１５５℃でヒートシールして接着した。パウチ１０の充填空間１０ｓに赤色の液体を充填し、キャップ３０で閉じて密封し、実施例１の口栓付きパウチ１００を得た。

（比較例１）
口栓供給前加熱工程Ｓ１を実施しない以外は実施例１と同様の方法により、比較例１の口栓付きパウチを得た。

（実験１）
実施例１および比較例１の口栓付きパウチにおいて、上シール部における口栓とフィルムシートとの間に内容物が漏れ出ているか否かを目視にて確認した。

（実験結果）
図６は、内容物を充填した実施例１の口栓付きパウチ１００を示す写真である。実施例１の上シール部１２において、フィルムシート１１にシワは発生しておらず、口栓２０とフィルムシート１１との間に内容物が漏れ出ていない。

図７は、内容物を充填した比較例１の口栓付きパウチを示す写真である。比較例１の上シール部において、フィルムシートにシワが発生し、口栓とフィルムシートとの間に内容物が漏れ出ている。

１００ 口栓付きパウチ
１０ パウチ
１１ フィルムシート
２０ 口栓
２２ 溶着部
Ｓ１ 口栓供給前加熱工程
Ｓ４ ヒートシール工程
Ｔ１ 予熱温度範囲
Ｔ２ 融点差
Ｄ 奥行方向（加圧方向）

Claims (6)

1. 口栓の溶着部と、フィルムシートで形成されたパウチとを加熱および加圧してヒートシールする口栓付きパウチの製造方法であって、
   前記溶着部を加熱して、前記溶着部の温度を予熱温度範囲の範囲内で高くする口栓供給前加熱工程と、
   前記口栓供給前加熱工程を施した後に、前記溶着部と前記パウチとを溶着するヒートシール工程と、
   を備え、
   前記予熱温度範囲は、前記溶着部の融点から前記フィルムシートの融点を引いた融点差において、前記融点差より１０℃低い温度以上、前記融点差より１０℃高い温度以下である、
   口栓付きパウチの製造方法。
2. 前記口栓供給前加熱工程は、前記口栓を前記口栓付きパウチの製造ラインへ供給する前に実施される、
   請求項１に記載の口栓付きパウチの製造方法。
3. 前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部に対して非接触の加熱方法によって前記溶着部を加熱する、
   請求項２に記載の口栓付きパウチの製造方法。
4. 前記融点差が、１０℃より大きく、かつ、２０℃以下のとき、
   前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部の温度を約１０℃高くする、
   請求項３に記載の口栓付きパウチの製造方法。
5. 前記口栓供給前加熱工程は、前記溶着部に前記加圧方向でホットエアを吹き付けて前記溶着部を加熱する、
   請求項４に記載の口栓付きパウチの製造方法。
6. 前記フィルムシートは、単一素材である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の口栓付きパウチの製造方法。

Images