JP6274027B2 - パウチの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はパウチの製造方法に関するものであり、より詳細には、側端部に折り曲げ加工が施されて成るパウチの製造方法において、折り曲げ加工とパウチの幅をパウチの長さ方向に漸次変化させるカーブ加工を同時に行うことが可能なパウチの製造方法に関する。

樹脂フィルムを重ね合わせ、端部をシールして成る袋状容器（パウチ）は、従来より、洗剤やシャンプー等の日用品や、調味料等の食料品等の各種用途に広く使用されている。
このようなパウチにおいて本発明者等は、パウチのサイドシール部をサイドシール部よりもパウチ内側に位置する折り曲げ線で折り返した折り返し部を形成して成るパウチを提案している（特許文献１及び２等）。かかるパウチは、パウチを構成するフィルムの切断端縁が側面フィルム側に折り返されていることから、パウチを把持する際にフィルムの切断端縁が手に触れることがなく、しかも自立状態での可撓性を有する側面フィルムの折れや座屈を防止することが可能になる。

このようなパウチにおいて、パウチの把持性をより向上するために、パウチの高さ方向の中央付近に、パウチの幅が狭くなっている個所を形成することが望まれている。
例えば、上記特許文献１に記載された折り返し部を有するパウチにおいても、パウチの把持用凹部を形成した態様が提案されており（図１４）、この特許文献１においては、上下に折り返さない部分を残して高さ方向の一部分だけに折り返し部を形成するか、或いは折り返し部を高さ方向全体に形成し、一部の折り返し幅を大きくすること、或いは折り返し部が形成される前のパウチの幅方向端縁を内側にくぼんだ曲線として、全体もしくは曲線の区間を同じ幅で折り返すこと等によって把持用凹部を形成することが記載されている。

国際公開第２００８／００１８２９号 特開２０１２−１９２９５８号公報

しかしながら、折り返し部を形成すると共に、パウチの高さ方向の中央付近に把持用凹部を形成することは容易でなく、特許文献１に記載されたような方法によって、折り返し部と共にパウチ幅方向に把持のためのカーブを有するパウチを、連続的に効率よく製造することは困難である。
すなわち、特許文献２で提案されているように、搬送されつつあるパウチに連続して折り曲げ加工を施す方法においては、折り曲げ加工が施されるパウチの幅方向の端縁が折り曲げ装置内の金型内を通過することによって折り曲げ加工が施されるが、パウチの搬送方向（パウチの高さ方向）と直交する幅方向を変化させるには、把持用凹部を形成する部分では、金型は他の部分よりパウチの幅方向内方に位置する必要がある。しかしながら、このような折り曲げ加工と把持用凹部を形成する金型の製作は容易でなく、パウチを搬送しながら折り曲げ加工と同時に凹部を形成することは困難であった。

従って本発明の目的は、パウチを搬送しながら、パウチ側端部の折り曲げ加工と、パウチの幅をパウチの長さ方向に漸次変化させるカーブ加工を同時に行うことが可能なパウチの製造方法を提供することである。

本発明によれば、サイドシール部を有する中間パウチを、少なくともサイドシール部が通過可能な間隙を有する金型を用いて、前記サイドシール部を折り曲げ線で折り曲げ加工するパウチの製造方法において、前記金型は、中間パウチの搬送方向の上流から下流に向かって、金型と中間パウチとの間の距離を漸次狭めるように上流側を軸に回動可能であり、該回動可能な金型を中間パウチの搬送に合わせて金型と中間パウチとの間の距離を狭めるように金型を回動することにより、搬送される中間パウチの幅を狭めると共に、少なくともサイドシール部が前記間隙を通過することにより、中間パウチのサイドシール部を折り曲げ線で折り曲げることを特徴とするパウチの製造方法が提供される。

本発明のパウチの製造方法においては、
１．前記金型が、搬送される中間パウチの両サイドに位置する一対の回動可能な金型から成り、中間パウチの搬送に合わせて金型間距離を狭めるように両金型を回動した後、元の位置に戻すことにより、搬送される中間パウチの搬送方向長さの中央付近において中間パウチの幅が最小となるように中間パウチの幅を狭めること、
２．前記折り曲げ加工が、前記サイドシール部が金型の間隙を通過することにより、折り曲げ線を軸としてサイドシール部及び折り返し部により形成される折り曲げ角度を漸次減少させることにより施されること、
３．前記中間パウチが、２枚の側面フィルム及び２つ折りしにした底部フィルムがサイドシール部及び底部シール部によりシールされて成り、該中間パウチが、底部側から金型に搬入され、前記底部フィルムの位置する箇所が金型を通過した時点で、金型が回動を開始すること、
４．前記折り曲げ加工が、少なくとも、第一の折り曲げ線でサイドシール部の折り曲げ加工を第一の金型で施す第一の折り曲げ加工と、第一の折り曲げ線よりもパウチ内方に位置する第二の折り曲げ線で、第一の折り曲げ加工後の折り返し部の折り曲げ加工を第二の金型で施す第二の折り曲げ加工から成り、少なくとも第二の金型が上流側を軸に回動可能な金型であること、
が好適である。

本発明のパウチの製造方法によれば、パウチを搬送しながら連続して、折り曲げ加工とパウチの幅をパウチの長さ方向に漸次変化させるカーブ加工を同時に行うことが可能であり、側端部にカーブ加工が施されたパウチを生産性良く製造することができる。
しかも本発明においては、金型の可動タイミングを適宜変更することにより、所望の位置にカーブを形成することや、またカーブの大きさや深さを、パウチの大きさや用途に応じて容易に変更することができる。
また本発明のパウチの製造方法においては、多重構造を有する折り返し部が形成されたパウチにおいても、同様にカーブ加工を容易に施すことができ、切断端縁が表面に露出していないパウチにおいても、把持しやすいカーブを形成することができる。

本発明のパウチの製造方法を説明するための図。 パウチの折り返し部を説明するための横断面の概略図。 本発明に使用する折り曲げ装置の一例の平面概略図。 図１に示した金型における間隙の形状の変化を説明するための断面図。

本発明のパウチの製造方法を添付図面に基づいて説明する。
本発明のパウチの製造方法においては、サイドシール部を有する中間パウチを、サイドシール部よりもパウチ内方に位置する折り曲げ線で折り曲げる折り曲げ加工を行う際に、パウチの幅を部分的に狭めるカーブ加工を同時に行うことが重要な特徴である。
図１は、本発明のパウチの製造方法を概略的に説明するための図であり、（Ａ）は折り曲げ加工装置に中間パウチを搬入する前に、中間パウチの幅方向端部の予備加熱を行う工程を示し、（Ｂ）は中間パウチの一部が折り曲げ加工装置の回動可能な金型に進入した状態を示す図であり、（Ｃ）は中間パウチが更に搬送され、回動可能な金型が回動した状態を示す図であり、（Ｄ）は金型から搬出され、折り曲げ加工と共にカーブ加工が施された中間パウチを示す図である。尚、予備加熱工程における加熱装置、及び折り曲げ加工装置における金型は、中間パウチの両方の幅方向端部に対応し、それぞれ一対をなしているが、図では左側のみを記載し、右側はこれらの装置の記載を省略して加熱装置及び金型内でのパウチの形状を示している。

図１（Ａ）に示すように、本発明のパウチの製造方法においては、中間パウチを折り曲げ加工及びカーブ加工を施す折り曲げ加工装置に搬入する前に、中間パウチの折り曲げを容易にするために、予備加熱を行う。図に示す中間パウチ１は、側面フィルム２ａ，２ｂから成り、これらのフィルムがサイドシール部３ａ，３ｂ及びボトムシール部４によってシールされ、ボトムシール部４の反対側に内容物を充填するための開口部５が形成されており、用途に応じた形状の注出口が適宜形成されている。
中間パウチ１は折り曲げ加工装置に搬入されると、サイドシール部３ａ，３ｂよりもパウチの内側に位置する折り曲げ線６ａ，６ｂで折り曲げられることから、折り曲げ加工装置に搬入する前に、加熱装置１１で、少なくとも折り曲げ線６ａ，６ｂを含む幅方向端部７ａ，７ｂを、折り曲げ加工及びカーブ加工が可能になる温度に加熱する。尚、本発明においては、折り曲げ加工と同時にカーブ加工を行うことから、折り曲げ線６ａ，６ｂは形成すべきカーブの形状に応じた形状になる。

パウチの幅方向端部の予備加熱が終了した中間パウチ１は、折り曲げ加工装置に搬入される。図１（Ｂ）に示すように、折り曲げ加工装置の金型２０は、中間パウチ１の少なくとも折り曲げ線６ａ，６ｂを含む幅方向端部７ａ，７ｂがそれぞれ通過可能なように、パウチの両側（右側は図示せず）に設置されている。この金型２０は、後述するように、中間パウチ１に形成される折り曲げ線６ａ，６ｂに沿って、中間パウチ１の幅方向端部を折り曲げ加工するため、上流から下流に向かって形状が変化する間隙が形成されている。
また金型２０は、パウチの搬送方向（図中の矢印）の上流側に、金型２０をパウチ側に回動可能とする回転軸２１が形成されており、これにより、金型２０は回動軸２１を中心に、搬送方向と平行な位置からパウチ側に回動する。図１（Ｃ）に示すように、この回動する金型２０の回動角度θ°（搬送方向に対する角度）の増減に対応して、中間パウチ１の幅方向端部の折り曲げ位置（折り曲げ線６ａ，６ｂ）が徐々に変化し、形成される折り返し部８ａ，８ｂの幅が漸次変化し、折り曲げ加工と同時にパウチの幅方向端部にカーブ加工を施すことが可能になる。

すなわち、図１（Ｂ）では、中間パウチ１のボトムシール部４が金型２０に搬入されている状態であり、この態様においては、金型２０は、初期位置（回動角度θ＝０）にあり、ボトムシール部４に対応する幅方向端縁が搬送方向と平行なストレートになるよう折り曲げられた後、図１（Ｃ）に示すように、回動可能な金型２０の回動角θを徐々に大きくするように回動することにより、折り曲げ量が大きくなり、その結果中間パウチ１の幅が徐々に狭められる。
中間パウチ１の幅の寸法が所望の幅に達した時点で、回動可能な金型２０の回動角度θを徐々に小さくして初期位置に戻すことにより、開口部５に対応するパウチの幅方向端縁はパウチ軸方向に対して平行になるように折り曲げられた後、中間パウチ１は折り曲げ装置から搬出される。その後、折り返し部８ａ，８ｂの折り曲げ状態を安定させるために、加熱及びクーリング工程に賦され（図１（Ｄ））、パウチの軸方向の中央付近で最もパウチの幅が狭められたカーブが形成されていると共に、この部分の折り返し部８ａ，８ｂの幅が最も大きい折り曲げ加工が施された中間パウチが完成される。

中間パウチ１は、ボトムシール部４側、或いは開口部５側の何れの方向から金型２０に搬入してもよいが、好適には、図１（Ｂ）に示すように、ボトムシール部４側から搬入することが望ましい。ボトムシール部側からパウチを搬送することにより、開口部からの空気の侵入によるパウチの膨らみが防止され、搬送不良、或いは膨らんだパウチへの埃等の侵入をきたすおそれがない。
本発明のパウチの製造方法において、図１では、パウチを構成するフィルムの切断端縁がパウチの幅方向端縁に位置することを防止すべく、パウチの軸方向全体にわたって、折り返し部８ａ，８ｂが形成されているが、これに限定されるものではなく、特に把持する位置となるパウチの軸方向の中間部分にのみ、折り曲げ加工とカーブ加工を施し、他の部分は折り曲げ加工を施さなくても良い。

本発明のパウチの製造方法においては、前述した折り曲げ加工が施された折り返し部に、更に同様の折り曲げ加工を行うことにより、多重構造を有する折り返し部を形成することが特に好適である。これにより、折り返し部の剛性が向上し、パウチの自立性及び自立時の座屈やしわの発生が有効に防止されると共に、側面フィルムの切断端縁を多重構造の内部に位置させることが可能になり、把持する際に当たりが柔らかく、また引っ掛かりが生じることが有効に防止される。この場合、１回目及び２回目の折り曲げ加工の両方で、前述した折り曲げ加工及びカーブ加工を同時に施す方法で、折り返し部に多重構造を形成することもできるが、好適には、１回目は金型を回動させることなく、軸方向に平行な折り返し部を形成する折り曲げ加工のみを行い、２回目に金型を回動させて折り曲げ加工とカーブ加工を同時に行うことが望ましい。このように２回目の折り曲げ加工と同時にカーブ加工を施す方が、前述した折り曲げ加工とカーブ加工が施されたパウチに、更に折り曲げ加工とカーブ加工を同時に行うよりも、カーブ加工が施された多重構造の折り返し部をより容易に形成することができる。

図２は、パウチの折り返し部を説明するための図であり、中間パウチ１の折り曲げ線６で一回折り曲げ加工した折り返し部８は、図２（Ａ）に示すように、一重構造を有している。
次いで、図２（Ａ）に示した一回の折り曲げ加工による折り返し部８の部分を、図２（Ａ）に示す第二の折り曲げ線９を軸に、更に折り曲げ加工を行うことにより、図２（Ｂ）に示すように、折り返し部８’は二重構造に形成される。
また、図２（Ａ）に示した一回折り曲げ加工による折り返し部８内に形成された第二の折り曲げ線１０を軸に、更に折り曲げ加工を行うことにより、図２（Ｃ）に示すように、折り返し部８”は三重構造に形成される。

(折り曲げ加工装置）
本発明のパウチの製造方法において、折り曲げ加工及びカーブ加工を行う折り曲げ装置は、中間パウチを搬送させつつ、中間パウチの幅方向端部を折り曲げ線で、側面フィルム側に折り曲げることにより折り曲げ加工を施すと共に、前述したとおり、中間パウチの搬送状況に応じて回動可能な金型を回動させて、徐々に折り曲げ位置を変化させてパウチの幅を狭め、パウチの幅方向端縁にカーブ加工を施す。更に必要により形成された折り返し部の折り曲げ状態を安定させる。

図３は、本発明の製造方法に用いられる折り曲げ装置の一例を示す平面概略図である。図３に示す具体例においては、パウチの搬送方向（図中、矢印Ｘ）の上流から下流に向かって、第一の折り曲げ加工部２００Ａ及び第二の折り曲げ加工部２００Ｂを直列的に備えると共に、パウチを搬送する複数の搬送ロール２２０を備えた折り曲げ機構２００が設けられており、その下流に、形成された折り返し部の折り曲げ状態を安定させるための加熱機構３００が設けられている。尚、図示していないが、前述したとおり、折り曲げ装置の上流側には、加熱装置が設置されており、折り曲げ装置に搬送される中間パウチの、折り曲げ加工が施されるパウチの幅方向端部を折り曲げ可能な温度に加熱して、折り曲げ装置に供給する。

図３に示す態様においては、２つの折り曲げ加工部２００Ａ及び２００Ｂで、折り曲げ加工が２回行われ、折り返し部８が多重構造を有するパウチを形成することができる。尚、折り曲げ加工を一回のみ行う場合は、折り曲げ加工部を一つにすればよい。また加熱機構３００は、折り返し部８を挟持しながら搬送する一対の回転機構３２０及び複数の加熱ブロック３３０を備えており、加熱ブロック３３０によって折り返し部８の折り曲げ状態を安定させることができる。更に折り返し部８の折り曲げ状態をより安定させるために、加熱後に冷却を行う。或いは折り曲げ装置内に加熱装置を設置し、折り返し部８の形成後に冷却を行ってもよい。このように必要に応じて加熱、冷却を行う熱交換機構が設けられる。

第一の折り曲げ加工部２００Ａ及び第二の折り曲げ加工部２００Ｂはそれぞれ、中間パウチ１の搬送経路内に、少なくともサイドシール部３ａ，３ｂ、より好適には折り曲げ線６ａ，６ｂよりも外側に位置する中間パウチの幅方向端部をそれぞれ収納可能な、一対の第一の金型２１０Ａ，２１０Ａ及び一対の第二の金型２１０Ｂ，２１０Ｂを有している。前述したとおり、本発明のパウチの製造方法において、多重構造を有する折り返し部を形成する場合には、二回目の折り曲げ加工の際にカーブ加工を施すことが好適であり、図に示す具体例においては、第二の金型２１０Ｂ，２１０Ｂが回動可能に形成されている。
この一対の金型２１０Ａ，２１０Ａ及び一対の金型２１０Ｂ，２１０Ｂはいずれも、中間パウチの搬送方向（図中、矢印Ｘ）の上流側から下流側に向かって、変化する間隙を有しており、中間パウチ１の幅方向端部がこの金型２１０Ａ及び２１０Ｂ内を通過することによって、折り曲げ線６ａ，６ｂでパウチの幅方向端部が折り曲げられて折り返し部８ａ，８ｂとなり、この折り返し部８ａ，８ｂとパウチの側面フィルムにより形成される折り曲げ角度を漸次減少させて、折り曲げ線よりも外側の幅方向端部を、側面フィルム側に折り曲げる折り曲げ加工が施される。

図４は、図３に示した第一の金型２１０Ａ及び第二の金型２１０Ｂが有する間隙の形状変化を説明するための図であり、図４（Ａ）は第一の金型２１０Ａのパウチの搬送方向に対する断面を示しており、（ａ）〜（ｄ）は図３に示した（ａ）〜（ｄ）付近の位置におけるそれぞれの断面を概略的に示しており、間隙２３０Ａは上流から下流に向かって断面（ａ）〜（ｄ）の形状をとりながら連続的に変化する。
すなわち、図４（Ａ）において、断面（ａ）においてはパウチ１の幅方向端部が金型２１０Ａの間隙に入った状態を表し、断面（ｂ）においては下方にＬ字型にまがった間隙２３０Ａの形状に沿って、折り曲げ線６に沿って折り返し部８が下方に折り曲げられる。更に断面（ｃ）において、折り返し部８とパウチ１との角度を小さくするように折り曲げられる。そして最終的には、断面（ｄ）のように、折り返し部８がパウチ１とほぼ平行になるまで折り曲げられ、第一の折り曲げ加工が終了する。

次いで、第一の金型２１０Ａで一回目の折り曲げ加工が施されたパウチ１は、前述した図１に示すように、上流側に形成された回動軸２１を中心に、パウチ側方向に回動可能な第二の金型２１０Ｂに搬送されて、折り曲げ加工と共にカーブ加工が施される。第二の金型２１０Ｂに形成される間隙２３０Ｂも、図４（Ｂ）に示すように第一の金型２１０Ａに形成された間隙２３０Ａと同様に、上流から下流に向かって断面（ａ）〜（ｄ）の形状をとりながら連続的に変化する。図４に示した態様においては、折り返し部８”が三重の多重構造に形成され、しかもフィルム端部は折り返し部内にある。
尚、パウチ１の折り返し部８を一重構造に形成する場合は、上流側に形成された回動軸２１を中心に、パウチ側方向に回動可能な第一の金型２１０Ａで折り曲げ加工と共にカーブ加工を施し、第二の金型２１０Ｂを不要とすれば良い。

(パウチ）
本発明のパウチの製造方法において、折り曲げ加工及びカーブ加工を同時に施すことが可能な中間パウチは、図１に示したように、２枚の側面フィルムをサイドシール部及びボトムシール部でシールした平面状のパウチの他、２枚の側面フィルム及び２つ折りにした底部フィルムを、サイドシール部及びボトムシール部でシールして成るスタンディングパウチや、これらのフィルムが一枚のフィルムから成り、底部となる部分をＷ状に折り畳んだもの等、従来スタンディングパウチに使用されていた態様を使用することもできる。本発明においては、パウチ側端部の折り曲げ加工によるピラー効果により、パウチの座屈が有効に防止されているため、特にスタンディングパウチの製造に使用することができる。
本発明の中間パウチは、折り曲げ加工及びカーブ加工が施された後、パウチ上方に内容物の注出口が形成されることにより、最終成形品であるパウチとして成形される。本発明においては注出口の形状や形成箇所は、収納する内容物の性状やパウチの大きさ等、パウチの用途に応じて従来公知の形状等を採用することができる。パウチの上方角部に注出口を設ける場合には、前述した折り返し部は注出口を避けてその下部まで形成することが、注出性の点からも望ましい。

本発明の製造方法に用いることができるパウチは、従来公知のパウチに使用される樹脂フィルムから成るものを使用することができ、これに限定されないが、ヒートシール性を有する熱可塑性樹脂からなる単層フィルム、或いはこれらのヒートシール性を有する熱可塑性樹脂フィルムをパウチの内層とし、他のフィルムを積層した２層以上の層構成を有する積層フィルムを使用することができる。
ヒートシール性を有する熱可塑性樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、線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、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン系不飽和カルボン酸乃至その無水物でグラフト変性されたオレフィン樹脂等のオレフィン系樹脂、アイオノマー樹脂、比較的低融点乃至低軟化点のポリアミド乃至コポリアミド樹脂、ポリエステル乃至コポリエステル樹脂等を挙げることができる。
積層フィルムとしては、前記ヒートシール性熱可塑性樹脂から成るフィルムをパウチの内層とし、種々の熱可塑性樹脂、アルミニウム箔等の金属箔、或いは紙やセロハン等を外層或いは中間層として使用することができる。またパウチにガスバリア性を付与する場合には、エチレンビニルアルコール共重合体、ナイロン又は環状オレフィンコポリマー等のガスバリア性樹脂から成る層、アルミニウムや酸化珪素などの金属酸化物蒸着膜を有する樹脂層、粘土鉱物を含有する樹脂層、アルミニウム等の金属箔を含む従来公知の積層フィルムを使用できる。

本発明のパウチの製造方法は、パウチの幅方向端部の折り曲げ加工とカーブ加工を同時に形成することが可能であり、生産性に優れていることから、汎用品の製造に好適に使用できる。更に本発明のパウチの製造方法によれば、サイドシール部の端縁がパウチの把持部となる幅方向端縁に位置することがなく、しかもパウチの幅方向端縁になだらかなカーブを有する把持性に優れたパウチを生産性良く製造できることから、持ち易さなどが要求される洗剤やシャンプー等の日用品や、調味料等の食料品の製造に本発明を好適に使用することができる。

１ 中間パウチ、２ 側面フィルム、３ サイドシール部、４ ボトムシール部、６ 折り曲げ線、８ 折り返し部、１１ 予備加熱装置、２０ 金型、２１０ 金型、２３０ 間隙。

Claims (5)

1. サイドシール部を有する中間パウチを、少なくともサイドシール部が通過可能な間隙を有する金型を用いて、前記サイドシール部を折り曲げ線で折り曲げ加工するパウチの製造方法において、
   前記金型は、中間パウチの搬送方向の上流から下流に向かって、金型と中間パウチとの間の距離を漸次狭めるように上流側を軸に回動可能であり、該回動可能な金型を中間パウチの搬送に合わせて金型と中間パウチとの間の距離を狭めるように金型を回動することにより、搬送される中間パウチの幅を狭めると共に、サイドシール部が前記間隙を通過することにより、中間パウチのサイドシール部を折り曲げ線で折り曲げることを特徴とするパウチの製造方法。
2. 前記金型が、搬送される中間パウチの両サイドに位置する一対の回動可能な金型から成り、中間パウチの搬送に合わせて金型間距離を狭めるように両金型を回動した後、元の位置に戻すことにより、搬送される中間パウチの搬送方向長さの中央付近において中間パウチの幅が最小となるように中間パウチの幅を狭める請求項１記載のパウチの製造方法。
3. 前記折り曲げ加工が、前記サイドシール部が金型の間隙を通過することにより、折り曲げ線を軸としてサイドシール部及び折り返し部により形成される折り曲げ角度を漸次減少させることにより施される請求項１又は２記載のパウチの製造方法。
4. 前記中間パウチが、２枚の側面フィルム及び２つ折りしにした底部フィルムがサイドシール部及び底部シール部によりシールされて成り、該中間パウチが、底部側から金型に搬入され、前記底部フィルムの位置する箇所が金型を通過した時点で、金型が回動を開始する請求項１〜３の何れかに記載のパウチの製造方法。
5. 前記折り曲げ加工が、少なくとも、第一の折り曲げ線でサイドシール部の折り曲げ加工を第一の金型で施す第一の折り曲げ加工と、第一の折り曲げ線よりもパウチ内方に位置する第二の折り曲げ線で第一の折り曲げ加工後の折り返し部の折り曲げ加工を第二の金型で施す第二の折り曲げ加工から成り、少なくとも第二の金型が上流側を軸に回動可能な金型である請求項１〜４の何れかに記載のパウチの製造方法。