JP5157113B2

JP5157113B2 - 注出口付きパウチの製造方法

Info

Publication number: JP5157113B2
Application number: JP2006261219A
Authority: JP
Inventors: 孝之相川; 和美小沢; 公一石坂; 総一川上
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008081143A

Description

この発明は内容液の詰め替えなどに使用する注出口付きパウチの製造方法に関するものである。

洗剤、漂白剤、柔軟剤、洗濯糊、シャンプー、リンス、あるいは食用油、醤油、ソース、ドレッシング等のような液体状、粒状、顆粒状の内容物を本体容器から注出して使用し、その本体容器が空になった場合は、その内容物（以下、これらの内容物を代表して内容液と称する）を詰め替え容器から詰め替えることがある。こうして種々の注出機能を備えている本体容器を繰返し有効利用することができる。この時詰め替えられる内容液は詰め替え容器に充填されて市販されている。ここで使用する詰め替え容器は近時は２枚のフイルム状の胴材を重ね合わせて若しくは、これに底材も加えて、周縁部をヒートシールして袋状に構成したパウチが使用されている（特許文献１参照）。

しかるに、このパウチは表裏２枚の胴材またはこれに加えて底材を重ねて周縁部をヒートシールして構成するだけで、詰め替え用の内容液を完全に収容することができ、これから内容液を注出するための注出ノズルもヒートシールのパターンを考慮するだけで構成することができるので、詰め替え容器としては基本的にはきわめて優れた特質を持つものであるが、ここで使用されている胴材はフィルム状で可撓性を持つものなので、パウチのノズル部が変形して内容液の注出が行われないことがある。

特開２００２−１９８１０特開２０００−２２９３６４特開２００５−３１３９９４特開２００６−２３２２８１すなわち図６に示すように、パウチ容器にノズル部を形成させる場合には表裏の胴材に対称的にエンボス部４６、４７の加工をしておいて、表裏の胴材を重ね合わせてシールをするときに、エンボスの加工部も重ね合うように配置して、両エンボス部でノズル部及びその中心方向の液通路を形成する。しかし図６（ａ）に示すように実際には表裏の胴材の間に位置合わせのピッチずれや蛇行があって、両エンボス部が重ならない場合がある。この場合には図６（ｃ）に示すようなノズル部のシール部の内縁端と内縁端との間の未シール部分全体にエンボス加工した形状とすることができず、図６（ｂ）に示すように、位置ずれを考慮して未シール部分両端にエンボス加工を施さないマージン領域を設ける必要があり、液通路の断面積が小さいものしか形成することができない。こうして従来の製造技術ではシールの内縁と内縁との間の未シール部分が液通路を形成するために有効に利用されていないことになり、その結果、ノズル部の液通路の断面積が小さく、注出速度が小さくなり、詰め替えに長時間を要する結果になる。また、ノズル部の液通路の断面積が小さいと、内容液を注出するときの負圧によって液通路の両面の胴材が接触して、液通路を閉じ、内容液の注出が遮断されることになる。

この液通路の遮断を防ぐために、重ね合わせる胴材のノズル部を形成すべき部分に金型を使って液通路の形状を賦形し、形成されたノズル部の液通路を開口状態に維持することが行われている（特許文献２参照）。

しかしこの特許文献２に記載した技術では、図７に示すように成形型１４３、１４４を用いて二枚の胴材１０５、１０６の間にはさむマンドレル１４５を断面半円形状のかまぼこ形として、一方の胴材を凹状の成形型１４４に沿うように、他方の胴材を平面のままでシールし、結局、かまぼこ形横断面をもつ液通路を形成するのであるが、かまぼこ形横断面の液通路は、大きな開口断面を得られないのみならず、負圧による変形に対しても大きな剛性を発揮することができず、さらにマンドレルを液通路を形成する予定領域にどのようにして出し入れするのかの具体的な方策が解決されておらず、マンドレルを利用した液通路の形成のためには技術が確立されていない。

またノズル部側辺のシールのため、割型の一方は内面フィルムの融点以上にされている。胴部のヒートシールとノズル部のヒートシールの２段階成形のため、成形に時間がかかる。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、パウチにノズル部を形成する場合に、ノズル部のシール内縁間の未シール部を有効に利用して、大口径で、負圧によるつぶれ変形に対して高い剛性を有するパウチを製造するための確立した技術を提供することを目的とするものである。

この目的に対してこの発明の注出口付きパウチの製造方法は、重ね合わされた表裏のパウチ素材がシールされて胴部とそれに連通するノズル部とが構成された注出口付きパウチの製造方法であって、
前記注出口付きパウチは重ね合わされたパウチ素材の側辺部を一部の未シール領域を未シールの状態に残したままノズル部シール部を含めてシールしかつ前記ノズル部で前記重ね合わされたパウチ素材の間に成形用型プラグの挿入案内をする隙間をノズル部の通液路の流れ方向に形成する一次加工と、
次に前記ノズル部を前記パウチ素材の外側からキャビティを当てかつ前記未シール領域から前記隙間に成形用型プラグを差し込み前記キャビティを加熱して前記パウチ素材を加熱加工する二次加工とを含み、
前記キャビティ及び前記成形用型プラグは協働して前記ノズル部の通液路の流れ方向に垂直な断面及び流れ方向の形状を規定する型面を有し、
前記ノズル部の通液路が前記ノズル部シール部の内縁から前記隙間が拡げられて形成され、かつ前記断面における前記内縁間の前記パウチ素材に沿った長さが表パウチ素材と裏パウチ素材でほぼ等しいことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、重ね合せたパウチ素材の側辺部をシールする一次加工の後に外側のキャビティと内側の成形用プラグを使用してノズル部を成形する二次加工をする。

キャビティ及び成形用型プラグはノズル部の液通路の形状を規定する型面を持つものを使用するので、液通路の形状を正確に形成することができる。

液通路の形状は左右対称形にできるので、内容液の注出時に発生する負圧に対して変形抵抗が大きく、大きな開口面積を有していて、内容液の注出が円滑である。

液通路を形成する二次加工は、シール部を形成する一次加工の後に行うので、ピッチずれ等の問題を生じず、所望の液通路が正確に成形できる。

請求項２に記載した発明によれば、内容液の詰め替え用時間を短縮できる詰め替えパウチを得ることができる。

請求項３に記載した発明によれば、液通路の形状を注出効率のよい直円柱形、曲円柱形円錐形、曲円錐形、多角柱形、または多角錐形とするのが容易である。

請求項４に記載した発明によれば、コーナノズル型容器、センターノズル型容器、分岐形ノズル形容器において良好なノズルの形成が可能である。

以下、この発明によって製造しうる注出口付きパウチの形態について、図面を参照しつつ説明する。
まずこの発明の製造方法を適用する注出口付きパウチを説明する。
図１及び図２において、１aは注出口付きパウチ（以下、パウチ１aと略称する）である。

パウチ１ａは重ね合わされた２枚のフィルム状パウチ素材からなる胴材５、６、さらには必要によっては底材７を周縁部のシール部１０でヒートシールして袋状に構成してある。パウチ１ａは上辺８、下辺１１、左側辺１２、右側辺１３を有して、内容液の未充填時には正面視で矩形の形状をなし、下辺１１、左側辺１２、右側辺１３に下辺シール部１４、左側辺シール部１５、右側辺シール部１６が形成される。上辺８は未シールの状態で２枚の胴材５、６の間に内容液充填口１７を形成しているので、ここから内容液が充填された後にヒートシールされてシール部が形成される。内容液が充填された状態では可撓性のあるパウチ１ａが変形して胴材５、６に外方に膨出する稜線１８、２１が生じる。この稜線１８、２１はパウチ１ａの胴部の中央から上辺８の左右隅角部に向って発生する一種の皺であるが、パウチ１ａに剛性を与える作用もある。この稜線１８、２１が発生する現象は従来からよく知られている。

パウチ１ａの上辺８と左右の側辺１２、１３のいずれか、この形態では左側辺１２との間にノズル部２２が形成されている。ノズル部２２は左側辺１２寄りの下側と上辺８寄りの上側においてノズル部下側シール部２３とノズル部上側シール部２４とでシールされて胴材５と胴材６との間に中空の液通路２５を形成しており、液通路２５は胴部２６の内部に連通している。

ノズル部２２の液通路２５の中心線２７はできるだけ稜線１８に近づけ、または一致するようにノズル部２２を形成することが望ましい。

ノズル部２２は胴部２６から外方に突出して形成されており、その先端はタブ２８によって閉じられている。タブ２８とノズル部２２との間には液通路２５にかかる部分に易開封案内線３１が形成されている。

ノズル部２２の液通路２５は図４に示すように、２つの胴材５、６が協働して構成する。胴材５にはフィルムが外方に張り出す溝状のエンボス部３２が形成され、他方の胴材６にもフィルムが外方に張り出す溝状のエンボス部３３が形成され、２つの胴材５、６が内面で重ね合わされている結果、エンボス部３２とエンボス部３３が開口面を合わせて重なり合い、断面が環状をなす液通路２５が形成されている。

液通路２５の流れ方向に垂直な横断面の輪郭の形状は円形、楕円形、多角形などシール部の上下の内縁３４、３５を結ぶフィルムに沿った長さがエンボス部３２、３３に関してほぼ同じである。このような形状にすることによって、周長に較べて液通路の横断面積を大きくとることができ、内容液の注出を円滑にし、さらに内容液の注出に伴って発生する液通路の負圧によって液通路の壁（胴材５及び胴材６）が引き寄せられることに起因する液通路のつぶれに対する剛性を大きく保つことができる。

また、液通路の形状は流れの方向に沿って横断面の形状が一定な直円柱形、曲円柱形、若しくは多角柱形、流れの方向の沿って先細状となる直円錐形、曲円錐形、若しくは多角錘形にすることができる。

ノズル部を形成するパウチ１ａ上の場所としては前述の通り、パウチ１ａの上辺８と左右の側辺１２（１３）の間に設けるコーナノズル形式、上辺８の中央部分に設けるセンターノズル形式、或いは分岐形ノズル形式にすることができる。分岐形ノズル形式については後述する。

次にこのように構成されたパウチ１ａの本発明による製法について説明する。

製法は３つの工程、すなわち前工程、一次加工工程と二次加工工程とを含む。まず前工程では胴材５及び胴材６を準備する。図６（ｂ）に示すようなエンボス部４６、４７を形成しておいてもよい。エンボス部の形状は次の二次加工工程において成形用型プラグを差し込む時の案内となり得るものであれば足りる。次に一次加工工程では重ね合わされたパウチ素材（胴材５、胴材６）の下辺１１、左側辺１２、右側辺１３をシールして胴部２６とそれに連通するノズル部２２を形成する。ただし上辺８は将来充填工程において内容液を充填するための充填口３７として未シールのまま残されている。

ノズル部２２では図６（ｂ）に示すように上下の両辺がノズル部上側シール部２４とノズル部下側シール部２３によってシールされて形成され、内部に液通路２５が形成されることが予定される部位に沿って成形用型プラグ４５の挿入を案内する挿入案内路３８が形成されている。

ノズル部２２の外方先端部４１はシールされて閉じられ、内方基端部４２は胴部２６と連通するために開いている。

最後に胴材５、６はシールで切断されてほぼパウチ１ａの形状に近い矩形になって、一次加工を終了する。

次に胴材５、６は二次加工がほどこされる。二次加工では図５に示すように上キャビティ４３、下キャビティ４４及び成形用型プラグ４５を用いてノズル部２２を成形する。成形用型プラグ４５は図３（ａ）〜（ｅ）に示すような各種形状のものが液通路の形状に応じて使用可能である。成形用型プラグ４５の型面の形状は図３に示すように直円柱形（ａ）、直円錐形（ｂ）、曲円柱形（ｃ）、曲円錐形（ｄ）、多角柱形（ｅ）などがある。

まず上キャビティ４３と下キャビティ４４との間に胴材５、６が供給され、成形用型プラグ４５が未シールの充填口３７を通して胴材５、６間に導入され、次いで内方基端部４２から挿入案内路３８に挿入される。成形用型プラグ４５は挿入案内路３８がノズル部下側シール部２３とノズル部上側シール部２４の際まで挿し広げられた状態になるまで挿入する。この状態で成形用型プラグ４５を非加熱の状態で上キャビティ４３と下キャビティ４５を加熱状態にしてノズル部２２を加熱成形する。上キャビティ４３及び下キャビティ４４の加熱温度は胴材５、６の外面材及び内面材に損傷を与えず、かつシール部に影響を与えない範囲で最高温度に近いことが望ましい。

一例としてポリエチレンを内面材とした場合、シール温度が１６０℃であるのに対して、二次加工の加熱温度は９０℃〜１１０℃、加熱時間は０．２〜１．０秒である。

加熱加工が終了した後に、胴材５、６から成形用型プラグ４５を充填口３７を通してはずし、かつ上キャビティ４３、下キャビティ４４からはずしてパウチ１ａが完成する。

以上の形態はパウチ１ａがノズル部２２を側辺１２または１３と上辺８との間に設けるコーナーノズル形式の場合があるが、パウチがノズル部２２を上辺８の中央から突出して形成するセンターノズル形式のパウチを製造する場合でも、この発明の適用が可能である。

センターノズル形式のパウチでは、ノズル部は上辺中央付近に設けられ、ノズル部の外方先端部は充填口として未シールのまま残され、内容液充填後にシールされる。センターノズル形式のパウチにおいても、二次加工において成形用型プラグ４５は未シールの充填口である外方先端部を通してノズル部の液通路に対応する挿入案内路３８に沿って出し入れすることができる。

またパウチが分岐形ノズル形式のパウチの場合も適用が可能である。分岐形ノズル形式のパウチは、胴部に対してノズル部と充填口が分岐して連通している形式のパウチ容器でこのような形式のパウチは特許文献３、特許文献４に示されている。この形式のパウチにおいても二次加工において成形用型プラグ４５は未シールの充填口を通してノズル部の液通路に対応する挿入案内路３８に沿って出し入れすることができる。

なお、注出口付きパウチに使用するフィルム状パウチ素材は、特に制限されるものではない。パウチ容器を構成するのに適した樹脂材料としては、例えば結晶性ポリプロピレン、結晶性プロピレンーエチレン共重合体、結晶性ポリブテンー１、結晶性ポリ４−メチルペンテン−１、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、あるいは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−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）イオン架橋オレフィン共重合体（アイオノマー）等のポリオレフィン類；ポリスチレン、スチレン−プタジエン共重合体等の芳香族ビニル共重合体；ポリ塩化ビニル、塩化ビリニデン樹脂等のハロゲン化ビニル重合体；アクリロニトリル−スチレン共重合体；アクリロニトル−スチレン−ブタジエン共重合体のようなニトリル重合体；ナイロン６、ナイロン６６、パラまたはメタキシリレンアジパミドの如きポリアミド類；ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート等のポリエステル類；各種ポリカーボネート；ポリオキシメチレン等のポリアセタール類等の熱可塑性樹脂等を挙げることができる。これらの材料からなるフィルム状パウチ素材は、未延伸、一軸延伸、あるいは二軸延伸して用いられる。

さらに、注出口付きパウチに使用するフィルム状パウチ素材は、これらのフィルム状パウチ素材を単層で、あるいは、二種類以上を積層して構成することができ、また、これらのフィルム状パウチ素材の一種、あるいは、二種以上を積層して構成することができ、また、これらのフィルム状パウチ素材の一種、あるいは、二種以上と、アルミニウム等の金属箔、金属又は金属酸化物の蒸着フィルム、紙、セロファン等を張合わせて構成することもできる。好ましいフィルム状パウチ素材としては、例えば、延伸ナイロンフィルムを外層とし、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルムを内層とする二層構成、延伸ポリエステルフィルムを外層とし、ポリオレフィンフィルムを内層とする二層構成、及びこれらの内、外層フィルム間にアルミニウム等の金属箔を積層した三層構成のフィルム等が挙げられ、これらの積層フィルムの製造に際しては、各層間に必要に応じて接着材、アンカー剤を介在させることもできる。

パウチ容器の正面図パウチ容器の製造過程を示すパウチ容器の正面図各種型プラグを示す斜視図ノズル部の横断面図ノズル部の二次加工を示す説明図エンボス部を示す断面説明図従来のノズル部成形法を示す横断面説明図

１ａパウチ
５胴材
６胴材
７底材
８上辺
１０シール部
１１下辺
１２左側辺
１３右側辺
１４下辺シール部
１５左側辺シール部
１６右側辺シール部
１７内容液充填口
１８稜線
２１稜線
２２ノズル部
２３ノズル部下側シール部
２４ノズル部上側シール部
２５液通路
２６胴部
２７中心線
２８タブ
３１易開封案内線
３２エンボス部
３３エンボス部
３４内縁
３５内縁
３７充填口
３８挿入案内路
４１外方先端部
４２内方基端部
４３上キャビティ
４４下キャビティ
４５成形用型プラグ
４６エンボス部
４７エンボス部

Claims

重ね合わされた表裏のパウチ素材がシールされて胴部とそれに連通するノズル部とが構成された注出口付きパウチの製造方法であって、
前記注出口付きパウチは重ね合わされたパウチ素材の側辺部を一部の未シール領域を未シールの状態に残したままノズル部シール部を含めてシールしかつ前記ノズル部で前記重ね合わされたパウチ素材の間に成形用型プラグの挿入案内をする隙間をノズル部の通液路の流れ方向に形成する一次加工と、
次に前記ノズル部を前記パウチ素材の外側からキャビティを当てかつ前記未シール領域から前記隙間に成形用型プラグを差し込み前記キャビティを加熱して前記パウチ素材を加熱加工する二次加工とを含み、
前記キャビティ及び前記成形用型プラグは協働して前記ノズル部の通液路の流れ方向に垂直な断面及び流れ方向の形状を規定する型面を有し、
前記ノズル部の通液路が前記ノズル部シール部の内縁から前記隙間が拡げられて形成され、かつ前記断面における前記内縁間の前記パウチ素材に沿った長さが表パウチ素材と裏パウチ素材でほぼ等しいことを特徴とする注出口付きパウチの製造方法。
前記注出口付きパウチは詰め替えパウチであることを特徴とする請求項１記載の注出口付きパウチの製造方法。
前記成形用型プラグの型面の形状は直円柱形、曲円柱形、円錐形、曲円錐形、多角柱形または多角錐形であることを特徴とする請求項１記載の注出口付きパウチの製造方法。
前記注出口付きパウチは、コーナノズル形容器、センターノズル形容器、または分岐形ノズル形容器であることを特徴とする請求項１記載の注出口付きパウチの製造方法。