JP7249703B1 - コーヒー保存用袋体およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】二酸化炭素の排出と酸素の侵入の抑制に加え、充分な強度を持ち、急激な容積変化に伴う外気の流入を防止できるコーヒー保存用袋体等を提供する。【解決手段】60g以上1200g以下のコーヒーを保存する袋体10であって、フィルム12の2つの端部12aが互いに接合されている帯状接合領域16を備え、帯状接合領域内に、フィルムを非接合とすることにより形成されフィルムの端部に沿って延び両端部分が封止された略矩形波形状の空間である気室26と、気室と内部空間とを連通する内部通気路28、気室と外部空間とを連通する外部通気路30とが通気路24を構成するように設けられ、気室は、フィルムの端部に略平行に矩形波の延びる方向に延びる略直線状の横部分36と、横部分に対して40度以上120度以下の角度をなして袋体の内部空間と外部空間とを結ぶ方向に延びる縦部分38と、横部分と縦部分との接合部となる屈曲部40を有している。【選択図】図1

Description

本発明はコーヒー保存用袋体、およびその製造方法に関する。詳細には、袋体内で発生する二酸化炭素を袋体外に排出することが可能で、さらに袋体内のコーヒーを、劣化を防止しながら、長期間にわたり安定した品質で保存することが可能なコーヒー保存用袋体およびその製造方法に関する。
コーヒー(豆、あるいは粉)は、保存中に酸素に触れると品質が劣化するため、コーヒーを保管する保存用の袋体には、外部から酸素が侵入することを防止する性能が求められる。
一方、保存中にコーヒーが発生させた二酸化炭素によって袋体が膨張し、場合によっては破裂するおそれがあるので、保存中に袋体内でコーヒーが発生させた二酸化炭素を袋体の外に排出する必要がある。特にコーヒーの場合、青果物や生花に比べ、長期間にわたり保存されることが多いため、高い酸素侵入防止機能および二酸化炭素排出機能が求められている。
このような要求を満たすため、コーヒーを保存する袋に逆止弁を取付ける方法も実施されているが、逆止弁はコストが高く、さらに逆止弁を取付けた袋体は製造工程が煩雑となるという問題がある。
この欠点を改良する構成として、袋体の内部と外部をつなぐ長い通気路を持つ袋体が提案されている(特許文献1、2)。この構成を用いると、酸素の侵入による劣化を抑制して、袋体の膨らみを発生させない状態でコーヒーを保存することが可能となる。
特許第7004359号公報 特開2021-75303号公報
しかしながら、保存中に、袋体を床に落下させる等して袋体に外力が作用すると、袋体が破損することがある。
また、外力が加わり、袋体が破損しないまでも、その容積が急激に変化すると、容積変化に伴い袋体内部に酸素を含む外気が侵入し、袋体内部のコーヒーの劣化を充分に抑制できなくなることがある。
特許文献1、2の構成は二酸化炭素の排出と酸素流入防止の両立に関しては非常に有効であるが、袋体の強度および急激な容積変化に伴う外気流入の防止に関しては必ずしも充分ではなかった。
したがって、二酸化炭素の排出と酸素の侵入の抑制に加えて、充分な強度と急激な体積変化に伴う外気の流入を抑制する技術が望まれていた。
本発明は、二酸化炭素の排出と酸素の侵入の抑制に加えて、充分な強度を持ち、急激な容積変化に伴う外気の流入を防止できるコーヒー保存用袋体を提供することを目的とする。
さらにそのようなコーヒー保存用袋体の製造方法、及び上記コーヒー保存用袋体を用いたコーヒーの保存方法を提供することである。
本発明の好ましい態様によれば、
60g以上1200g以下のコーヒーを保存するためのコーヒー保存用袋体であって、
前記袋体は、バリアフィルムによって形成され、縦方向の長さが10cm以上60cm以下、横方向の長さが10cm以上40cm以下であり、
前記フィルムの2つの端部が互いに重ねられ接合されている帯状接合領域を備え、
前記帯状接合領域内に、前記フィルムを非接合とすることにより形成され前記フィルムの端部に沿って延び両端部分が封止された略矩形波形状の空間である気室と、前記気室と前記袋体の内部空間とを連通する内部通気路、前記気室と前記袋体の外部空間とを連通する外部通気路とが設けられ、
前記内部通気路と、該内部通気路に連通した前記気室の部分と、前記内部通気路に隣接し前記気室の部分に連通した外部通気路と、によって、前記袋体の内部と外部とを連通する通気路が構成され、
前記気室は、前記フィルムの端部に略平行に前記矩形波の延びる方向に延びる略直線状の横部分と、該横部分に対して40度以上120度以下の角度をなして前記袋体の内部空間と外部空間とを結ぶ方向に延びる縦部分と、前記横部分と縦部分との接合部となる屈曲部を有している、
ことを特徴とするコーヒー保存用袋体が提供される。
本発明の他の好ましい態様によれば、
60g以上1200g以下のコーヒーを保存するためのコーヒー保存用袋体であって、
前記袋体は、バリアフィルムによって形成され、縦方向の長さが10cm以上60cm以下、横方向の長さが10cm以上40cm以下であり、
前記フィルムの2つの端部が互いに重ねられ接合されている帯状接合領域を備え、
前記帯状接合領域内に、前記フィルムを非接合とすることにより形成され前記フィルムの端部に沿って延び両端部分が封止された略矩形波形状の空間である気室と、前記気室と前記袋体の内部空間とを連通する内部通気路、前記気室と前記袋体の外部空間とを連通する外部通気路とが設けられ、
前記内部通気路と、該内部通気路に連通した前記気室の部分と、前記内部通気路に隣接し前記気室の部分に連通した外部通気路と、によって、前記袋体の内部と外部とを連通する通気路が構成され、
前記気室は、前記フィルムの端部に略平行に前記矩形波の延びる方向に延びる略直線状の横部分と、該横部分に対して所定角度をなして前記袋体の内部空間と外部空間とを結ぶ方向に延びる縦部分と、前記横部分と縦部分との接合部となる屈曲部とを有し、
一の前記横部分の一端において前記横部分と前記縦部分とがなす角度αと、前記一の横部分の他端において前記横部分と前記縦部分とがなす角度βとしたとき、α+βが150度以上240度以下となる、
ことを特徴とするコーヒー保存用袋体が提供される。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記通気路が、2本以上6本以下、設けられている。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記通気路の長さが200mm以上2400mm以下である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記通気路において、最も幅の広い部分と最も狭い部分の幅の比率が1.2以上3以下である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
1本の前記通気路に、15個以上90個以下の前記屈曲部が形成されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記内部通気路および外部通気路の幅が0.5mm以上3mm以下である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記気室の幅と前記外部通気路の幅との比が0.4以上1.0未満である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記気室は、前記縦部分が前記帯状接合領域の幅方向中央を延びる仮想直線Lcを横切って延びるように配置され、
前記気室の縦部分を通って延びる前記仮想直線の所定部分の長さをAt、長さAtの仮想直線のうち前記フィルムが接合されている部分の長さの合計をAdとき、Ad/Atが0.10以上0.75以下である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記気室の平面視における総面積が75mm2以上2000mm2以下である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記帯状接合領域が超音波接合部である。
本発明の他の好ましい態様によれば、
外周面上に前記帯状接合領域に対応する凹凸を有する円盤状アンビルと、平滑な円周面を持つ円盤状ホーンを有する超音波接合機を用いて上記のいずれかに記載のコーヒー保存用袋体を製造することを特徴とするコーヒー保存用袋体の製造方法が提供される。
本発明の他の好ましい態様によれば、
上記いずれかのコーヒー保存用袋体に60g以上1200g以下のコーヒーを充填して保存する、コーヒーの保存方法が提供される。
本発明によれば、二酸化炭素の排出と酸素流入の防止に加えて、充分な強度と急激な体積変化に伴う酸素流入を防止できるコーヒー保存用袋体が提供される。
さらに上記のコーヒー保存用袋体の製造方法、及び上記コーヒー保存用袋体を用いたコーヒーの保存方法が提供される。
発明者は、本発明のコーヒー保存用袋体が上記のような効果を奏するのは次のような理由であると推定している。まず、本発明のコーヒー保存用袋体は、通気路によって、内部で発生した二酸化炭素は通気路を排出するとともに、通気路に満たされた二酸化炭素によって、通気路を通して外部から酸素が侵入することを抑制することが可能になる。
さらに、本発明のコーヒー保存用袋体は、帯状接合領域に設けられた通気路の気室が、袋端の端部に対して40度以上120度以下の角度で折れ曲がる屈曲部を有している。このため帯状接合領域では、フィルムの端部に垂直な方向と平行な方向の両方向に対して必要十分な強度が維持されることになる。この結果、帯状接合領域に外力、特にフィルムの端部に垂直方向の引張り応力が作用したときに袋体が破損を防止することが可能になる。
さらに通気路の気室が屈曲部を有するので、流速の高い気体の流動に対して抵抗が大きくなる。このため袋体で急激な体積減少が起こったときに、袋体内部の二酸化炭素が袋体外に逃げにくい。その結果、袋体内部の圧力がわずかに上がる。その後、袋体の体積が元の値にもどると、同時に圧力も元の値にもどる。以上のような過程では酸素が袋体内部に侵入しにくい。
なお、気室が屈曲部を有している通気路であっても、コーヒーが発生させる二酸化炭素のように流速が非常に遅い気体の流れに対しては大きな抵抗にならない。そのため、通気路は、屈曲部を有していても二酸化炭素の排出を速やかに行なうことができる。
本発明の好ましい実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 図1の袋体に形成された通気路の気室の一部を拡大した模式的な図面である。 本発明の他の実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 本発明の他の実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 本発明の実施態様の袋体に形成された通気路の気室を説明するための模式的な図面である。 本発明の実施態様の袋体に形成された通気路の気室を説明するための模式的な図面である。 本発明の他の実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 本発明の他の実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 本発明の他の実施態様のコーヒー保存用の袋体の模式的な平面図である。 本発明の実施態様のコーヒー保存用の袋体を製造するために使用される超音波接合機のアンビルの構成を示す模式的な斜視図である。
以下、本発明の実施形態の袋体を図面に沿って説明する。図1は、本発明の好ましい実施態様のコーヒー保存用の袋体10の平面図である。
本明細書において、コーヒーは、コーヒー豆、さらにこれをローストしたもの、およびローストした後粉体化したものも含む。
本実施態様の袋体は、60g以上1200g以下のコーヒーを保存するのに適する。保存するコーヒーの量が60g未満の場合、発生する二酸化炭素量が少ないため袋体の内部空間および通気路を二酸化炭素で満たすことができず、袋体内に酸素が残留してコーヒーの品質が低下する場合がある。一方、コーヒーの量が1200gを超えると発生する二酸化炭素量が多く十分な排出が困難となり、袋体が膨張し、場合によっては破裂するおそれがある。
図1に示されているように、袋体10は、1枚の矩形状のフィルム12が、横方向中心線である折り曲げ部14に沿って、両側端部12aが重なるように2つに折り曲げられた矩形形状を有している。
2枚のフィルム12が互いに重ねられている両側端部は、超音波溶接によって2枚のフィルムが互いに接合され、後述の帯状接合領域16とされている。2枚のフィルムが重ねられた上下の端部もそれぞれ接合されて、トップシール部18およびボトムシール部20とされている。この結果、袋体10は、折り曲げ部14と、帯状接合領域16、トップシール部18およびボトムシール部20によって4辺が囲まれた平面視で矩形上の内部空間22を備え、この内部空間22がコーヒーを収容する空間とされている。
トップシール部18とボトムシール部20では、重ねあわされたフィルム12がヒートシールによって接合され気密構造となっている。トップシール部18およびボトムシール部20の幅は、例えば3mm以上20mm以下に設定されるのが好ましいが、5mm以上15mm以下がより好ましい。トップシール部18、ボトムシール部20の幅を3mm以上とすることで、シール強度を保つことが可能になり、20mm以下とすることで均一な接合が可能になる。
本実施態様では、袋体10は、縦方向の長さが10cm以上60cm以下、横方向の長さが10cm以上40cm以下である。この袋体の寸法と、上記のコーヒーの保存量を組み合わせることにより、本実施形態の効果が有効に得られる。さらに袋体の大きさをこの範囲とすることで、袋体の取り扱い性が良好になる。
本実施態様でフィルムとして用いられるバリアフィルムとしては、ビニルアルコールまたは塩化ビニリデンを構成成分として含むポリマーからなるフィルム、シリカ、アルミナ、アルミニウムのいずれかを蒸着したポリマーフィルム、金属箔層などの公知のフィルムが使用される。
さらに、基材フィルムと酸素バリアフィルムを積層したフィルム、基材フィルムに酸素バリアコートを設けた積層フィルムを用いることもできる。基材フィルムとしては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリマーフィルムや紙にシーラント層を設けたフィルム(紙を含む)などを用いることができる。
本実施態様で用いられるバリアフィルムは、厚さが15μm以上150μm以下、より好ましくは20μm以上100μm以下である。フィルムの厚さが15μm未満の場合、袋体の強度が不充分になるおそれがあり、150μmを超えるとコスト上、不利になる。
本実施態様で用いられるバリアフィルムは、透明であっても不透明であってもよい。しかしながら、内容物が日光による劣化を防止するため、不透明な包装フィルムを用いることが好ましい。また、意匠性を高めるために表面に印刷をしたフィルムを使用してもよい。
次に、帯状接合領域16の構成について説明する。
本実施態様のコーヒー保存用袋体10は、上述のように、フィルムの2つの端部12aが重ね合わされて超音波溶接で接合された帯状接合領域16を備えている。この帯状接合領域16は、略同一幅で矩形形状を有している。帯状接合領域16は、フィルム12の端部12aによって形成された袋体10の端部に沿って、フィルム12の端部12aと略平行な図2の矢印Xの方向に、フィルムの端部21の全長にわたって延びている。
本実施態様では、袋体10のサイドシール部に帯状接合領域16を設けたが、袋体の他の部分、例えば、センターシール部等の他のシール部分に設けてもよい。
本実施態様では、帯状接合領域16の幅は5mm以上20mm以下が好ましく、6mm以上15mm以下であることがより好ましい。帯状接合領域16の幅が5mm未満の場合、袋体の強度が不充分になる場合があり、20mmを超えると意匠上、好ましくない場合がある。
本実施態様では、帯状接合領域16は超音波溶接で形成されているが、他の形成方法を用いても良い。例えば、接着剤、ヒートシールで形成してもよい。
超音波接合法を用いることは、正確な形状の通気路を形成できる点や接合速度の点から好ましい。
帯状接合領域16には、袋体10の内部空間22と外部を連通させる、少なくとも1本の通気路24が形成されている。通気路24は、帯状接合領域16において、重なったフィルム12を非接合とすることにより形成された中空部である。通気路24は、フィルムの端部に沿って延び両端部分が封止された略矩形波形状の空間である気室26と、気室26と袋体10の内部空間22とを連通させる内部通気路28、気室26と袋体10の外部空間とを連通させる外部通気路30とによって構成されている。
詳細には、通気路24は、内部通気路28と、この内部通気路28と連通する気室24の一部分(区分即ち区間)と、この内部通気路28に隣接し気室の一部分(区間)に連通した外部通気路30によって構成される。図1の袋体10には、内部通気路28および外部通気路30が一つずつ設けられているので、袋体10には、内部通路28から気室26を経て外部通気路30に至る、1本の通気路24が設けられていることになる。
そして、袋体10の内部空間22は、この通気路24によって、外部と流体連通されることになる。
気室26は、略矩形波状の平面形状を有して、帯状接合領域16内を帯状接合領域16の長手方向に延びているように配置されている。
「略矩形波」とは、厳密な矩形状の波の連続に限定されるものではなく、横部分と縦部分とのなす角度が90度以外の角度のもの、あるいは丸みをもって屈曲(湾曲)するものも含む。また、略矩形波の波を構成する各部分も、完全な直線である必要はなく、若干の曲がりを有するものも「略矩形波」に含まれる。しかしながら、波型、サインカーブやU字型のように全体がなめらかな曲線で構成されている波状の形状は本発明の効果が得られないので、略矩形波状の形状には含まれない。
尚、本実施態様では、「略矩形波」は、同一の寸法形状の「矩形」部分の連続であり、また、上下(袋体上では左右)対称の形状を有している。
気室26は、フィルム12の端部12aに略平行な方向(図2のXの方向)に形成され、周囲では2枚のフィルム12が接合状態とされている。また、気室26の一方の端部32および他方の端部34は、周囲において2枚のフィルム12が接合され封止されている。
図2は、気室26の一部を拡大して模式的に示した図面である。
図2に示されているように、本実施態様の袋体10の気室26は、フィルム12の端部12aに略平行に矩形波の延びる方向に延びる略直線状の横部分36と、横部分36の各端から横部分36に対して角度θで袋体10の内部空間22と外部空間とを結ぶ方向に延びる縦部分38と、横部分36と縦部分38との接合部となる屈曲部40とが複数、設けられることによって、矩形波状の形状を呈している。
本実施態様の袋体10では、屈曲部40の角度である角度θは40度以上120度以下に設定されている。
屈曲部の角度を40度以上120度以下とすることで袋体の強度を大きくすることができる。さらにこの角度を45度以上85度以下、より好ましくは50度以上80度以下とすることで袋体の強度を大きくすることに加えて、袋体の体積が瞬間的に変化した時に袋体内部に酸素が流入することを抑制することが可能になる。特に、前述の気室26の幅を変動させる方法と組み合わせることにより、酸素が流入をさらに効果的に抑制することができる。
本実施態様では、1本の通気路24が、15個以上90個以下の屈曲部を有するように構成されている。1本の通気路24に設けられる屈曲部40の数は、20個以上80個以下がより好ましい。屈曲部を15個以上とすることで外部からの酸素流入防止と袋体の強度保持を確保できる。また、90個以下とすることで二酸化炭素排出が容易になる。
本実施態様では、通気路24の長さは200mm以上2400mm以下が好ましく、300mm以上2000mm以下がより好ましく、400mm以上1600mm以下がさらに好ましい。通気路24の長さを200mm以上とすることで酸素の侵入抑制が容易になり、2400mm以下とすることで袋体の強度確保が容易になる。
本実施態様の袋体10では、気室26の幅は、気室26の全長にわたって略一定であり、0.5mm以上5mm以下に設定される。気室26の幅を0.5mm以上とすることで二酸化炭素の排出容易になり、5mm以下とすることで酸素侵入抑制が容易になる。なお、気室26の幅は、0.6mm以上4mm以下が好ましく、0.7mm以上3.5mm以下がより好ましい。
本実施態様では、気室26の平面視における面積は75mm2以上2000mm2以下に設定されいてる。100mm2以上1750mm2以下であることが好ましく、200mm2以上1500mm2以下であることがより好ましい。気室26の面積を75mm2以上とすることで酸素の流入を効果的に抑制することが可能になる。また気室26の面積を2000mm2以下とすることで袋体が充分な強度を有することが可能になる。
本実施態様の袋体10では、内部通気路42の幅は0.5mm以上3mm以下に設定されている。内部通気路42の幅を0.5mm以上とすることで、二酸化炭素を効率的に袋体に排出することが可能になり、3mm以下とすることで、効率的に酸素が流入を抑制することが可能になる。内部通気路42の幅は、0.7mm以上2.5mm以下であることがより好ましい。
本実施態様の袋体10では、内部通気路42の長さは0.5mm以上5mm以下に設定されいる。内部通気路42の長さを0.5mm以上とすることで、この部分の接合強度をより大きく保つことが可能になり、5mm以下とすることで、意匠性の低下を防ぐことが可能になる。内部通気路42の長さは、0.6mm以上4mm以下がより好ましく、0.7mm以上3mm以下がさらに好ましい。
本実施態様の袋体10では、外部通気路44の幅は0.5mm以上3mm以下に設定されている。外部通気路44の幅を0.5mm以上とすることで、二酸化炭素を効率的に袋体に排出することが可能になり、3mm以下とすることで、効率的に酸素が流入を抑制することが可能になる。内部通気路42の幅は、0.7mm以上2.5mm以下であることがより好ましい。
本実施態様の袋体10では、気室26の幅と外部通気路44の幅の比は0.4以上1.0未満に設定されている。この比を0.4以上1.0未満と設定することで、二酸化炭素の排出と酸素の流入防止を両立できるだけでなく、袋体に急激な体積減少が起こった時に酸素が流入しにくくなる。気室26の幅と外部通気路44の幅の比は、0.45以上0.97以下がより好ましい。
本実施態様の袋体10では、外部通気路44の長さは0.5mm以上5mm以下に設定されいる。外部通気路44の長さを0.5mm以上とすることで、この部分の接合強度をより大きく保つことが可能になり、5mm以下とすることで、意匠性の低下を防ぐことが可能になる。内部通気路42の長さは、0.6mm以上4mm以下がより好ましく、0.7mm以上3mm以下がさらに好ましい。
図3の例のように、内部通気路28と外部通気路30が複数本(本例では、3本ずつ)、設けられる場合には、矩形波状に延びる気室26の長さ方向に沿って、内部通気路28と外部通気路30が交互に設けられる。
図3の袋体では、内部通気路28と、内部通気路28に連通した気室26の一部分と、内部通気路28に隣接し気室28の一部分に連通した外部通気路30と、によって構成される5本の通気路が設けられていることになる。
即ち、図3の袋体10には、上側に位置する第1の内部通気路281と、第1の内部通気路281と(上方側に)連通する気室26の第1の部分261と、気室が描く矩形波の長手(伝搬)方向において第1の内部通気路281に隣接する第1の外部通気路301とによって、第1の通気路241が構成されている。
また、上側に位置する第1の内部通気路281と、第1の内部通気路281と(下方側に)連通する気室26の第2の部分262と、気室が描く矩形波の長手(上記伝搬と逆)方向において第1の内部通気路281に隣接するもう一つの第2の外部通気路302とによって、第2の通気路242が構成されている。
さらに、中間に位置する第2の内部通気路282と、第2の内部通気路282と(上方側に)連通する気室26の第3の部分263と、気室が描く矩形波の長手(伝搬)方向において第2の内部通気路282に隣接する第3の外部通気路303とによって、第3の通気路243が構成されている。
また、中間に位置する第2の内部通気路282と、第2の内部通気路282と(下方側に)連通する気室26の第4の部分264と、気室が描く矩形波の長手(上記伝搬と逆)方向において第2の内部通気路282に隣接するもう一つの第3の外部通気路303とによって、第4の通気路244が構成されている。
そして、下方に位置する第3の内部通気路283と、第3の内部通気路283と(上方側に)連通する気室26の第5の部分265と、気室が描く矩形波の長手(伝搬)方向において第3の内部通気路283に隣接する第3の外部通気路303とによって、第5の通気路245が構成されている。
このような構成を有する各通気路241-5のそれぞれを介して、袋体10の内部のコーヒーが発生させた二酸化炭素は外部に排出される。また、コーヒーの保存中、通気路24は、二酸化炭素で満たされるため、通気路24を通って袋体10の内部空間22に酸素が侵入することも抑制する。
図1および図3の実施態様では、袋体10の帯状接合領域16に1本の気室26を設け、この1本の気室26によって1本または5本の通気路24を形成する構成であった。
しかしながら、本発明は、図4に模式的に示すように、独立した複数本(例えば、2乃至6本、図4では2本)の気室26a、26bを帯状接合領域16に設け、それぞれの気室26a、26bに少なくとも1本ずつの内部通気路28および外部通気路30を設けることによって、1本の帯状接合領域16に2以上の通気路24a、24bを形成する構成でもよい。このような構成によれば、1本の通気路が異物の詰まり等によって機能しなくなった場合でも、ある程度の二酸化炭素排出機能を発揮することができる。
また、本実施態様の袋体10では、気室26は、1つ矩形波の2つの内角α、β(図5)の和が150度以上240度以下となるように設定されている。内角α、βの和を150度上240度以下とすることで、袋体10の強度を高くすることができ、さらに、袋体10の体積が瞬間的に変化したとき、袋体10の内部に酸素が流入することを抑制することが可能になる。
内角α、βの和は、160度以上200度以下がさらに好ましい。
さらに、本実施形態の袋体10では、図6に模式的に示すように、本実施態様の袋体10では、気室26の縦部分38は、帯状接合領域16の幅方向中央線(仮想直線)Lcを横切るように配置されている。
さらに気室26の縦部分38は、帯状接合領域16の幅の50%以上98%以下の幅を有する領域内に配置されている。気室を50%以上98%以下の幅の領域に設けることにより、酸化炭素の排出と酸素の流入防止を両立しやすくなり、さらに意匠上も好ましいものになる。
気室26の縦部分38は、帯状接合領域16の幅の55%以上95%以下の幅を有する領域内に配置されているのが好ましく、60%以上90%以下の幅を有する領域に設けられていることがさらに好ましい。
また、本実施態様の袋体10は、仮想直線Lcの長さをAt、仮想直線Lc上で2枚のフィルムが接合されている各部分の長さ(Ad1、Ad2Ad3Ad14…Ad11)の合計をAdとしたとき、Ad/Atの値が0.10以上0.75以下となるように構成されている。Ad/Atの値が0.10未満だと袋体10の強度が不充分になり、袋体が高所から落下した時に等に破損する場合がある。逆にAd/Atの値が0.75を超えると気室の幅が小さくなりすぎて二酸化炭素の排出が不充分になるか、気室の長さが短くなりすぎて、外部からの酸素流入を充分に防止できない場合がある。
図6に沿って、この点について、再度、説明する。図6は本実施態様の袋体10の帯状接合領域と通気路24の模式図である。図6では、明確化のため、通気路24の気室26は、大幅に模式化されて描かれている。
本実施態様では、上述のように、仮想直線Lcの長さをAtとし、仮想直線Lc上でフィルムが接合されている部分(図6中のAd1、Ad2Ad3Ad14…Ad11)即ち気室26(詳細には気室26の縦部分38)を横切らない部分の総延長をAdとしたとき、Ad/Atの値が0.10以上0.75以下となるように構成されている。
上記実施態様では、気室26は全長にわたって幅が一定、即ち横部分36と縦部分38との幅が等しい構成であった。しかしながら、本発明では、気室26は部分的に幅が異なる構成でもよい。
例えば、図7に示されている袋体のように横部分36の幅が縦部分38の幅より狭い構成、あるいは、図8に示されている袋体のように縦部分38の幅が横部分36の幅より狭い構成でもよい。さらに、図9に示されている袋体のように、縦部分38内において幅が変化している構成でもよい。このような構成でも、急激な体積変化に伴う酸素流入を効果的に防止することができる。
気室26の幅を異ならせる場合には、最も幅の広い部分と最も狭い部分の比率が1.2以上3以下、より好ましくは1.5以上2.5以下とすることが好ましい。
本願の図面においては、明確化のために、略矩形状の気室を構成の各波の形状、各波間のピッチ等は、模式化されて描かれている。
次に、本実施態様のコーヒー保存用の袋体の製造方法について説明する。まず、袋体の製造(帯状接合領域の形成)に使用する超音波接合機の構成について説明する。
袋体の帯状接合領域の形成には、超音波接合機が使用されるのが好ましい。超音波接合機は、50Hzまたは60Hzの商用電気を15~70KHz程度の高周波信号に変換する超音波発振機と、この信号を機械的振動に変換するコンバータと、この機械的振動を増幅するブースターと、増幅された振動を溶着対象に伝える円板状ホーン、ホーンとの間でフィルムの2つの端部を挟持する円板状アンビル等を備えている公知の構成の超音波接合機である。
ホーンとアンビルは、いずれも円板状であり、フィルムの2つの端部を挟持しながら回転し、重なったフィルムの2つの端部に帯状接合領域を連続的に形成する。なお、ホーンとアンビルは、図示しない駆動装置により回転駆動される。
図10は、超音波接合機で使用されるアンビル50の構成を示す模式的な斜視図である。アンビル50は、円板状の形状を有し、外周面52には、袋体の帯状接合領域の形状にする凸部54が形成されている。この凸部54には袋体の通気路24の平面形状に対応する溝56が形成されている。
凸部54の高さと溝56の深さは0.2mm以上1.0mm以下が好ましく、0.25mm以上0.8mm以下がより好ましく、0.3mm以上0.5mm以下が更に好ましい。
凸部54の高さと溝56の深さが0.2mm未満であると帯状接合領域部の接合強度が不充分になる場合があり、1.0mmを超えると縁部でフィルムが切れて、うまく接合できない場合がある。凸部54の高さと溝56の深さは同じでも、異なっていてもよい。
凸部54と溝56の断面形状は、長方形、かまぼこ型、台形が好ましいが、縁部でフィルムが切れてしまうことを防止する観点から、かまぼこ型、台形状が好ましい。
本実施態様の超音波接合機で使用されるホーンは円板状であり、平滑な外周面を有している。
ホーンとアンビルの直径は、50mmないし150mm程度である、またホーンとアンビルの外周面の幅は、帯状接合領の幅に対応して7mmないし25mm程度である。ホーンとアンビルの素材については公知のものが使用できるが、特にステンレスやチタン合金が好ましい。
ホーンとアンビルの外周面の縁部を面取りしてもよい。面取りをすることでこの部分でフィルムが切れてしまうことを防止することができる。また、ホーンとアンビルの側面には軽量化のための孔(肉抜き)が形成されていてもよい。
接合速度(駆動速度)は、5m/分以上50m/分以下程度が好ましく、150m/分以上45m/分以下がより好ましく、20m/分以上40m/分以下が更に好ましい。接合速度を5m/分以上とすることで、効率よい製造が可能になる。また接合速度が5m/分未満の場合、接合部分に過剰な熱がかかり、均一な幅の通気路を形成できないことがある。一方、接合速度を50m/分以下とすることで充分な接合強度を得ることが可能になる。
フィルムの端部を挟持する際、ホーンとアンビルの間には加圧装置により20Nないし500N程度の圧力がかけられる。
尚、外周面に凸部を持つアンビルと平滑な外周面を持つホーンを具備する超音波接合機について説明したが、別の実施形態として、平滑な外周面を持つアンビルと外周面に凸部を持つホーンを具備する超音波接合機を用いてもよい。
次に本実施態様のコーヒー保存用の袋体の製造方法について説明する。しかしながら、この製造方法はこれに限定されるものではない。
(1)バリアフィルムを準備する。
(2)このフィルムを2つに折り、この部分を円周面上に帯状接合領域に対応する凹凸を有する円板状アンビルと、平滑な円周面を持つ円板状ホーンを有する超音波接合機で接合して、帯状接合領域、気室、内部通気路と外部通気路、通気路を同時に形成する。この部分をサイドシール部または背貼り部とすることが好ましい。
(3)次にヒートシール等の方法でボトムシール部を形成する。
ボトムシール部を形成する時に、同時に気室の下側の封止部を形成することもできる。
(4)続いてヒートシール等の方法でトップシール部を形成する。
トップシール部を形成する時に、同時に気室の上側の封止部を形成することもできる。
以上の説明は袋体を1つずつ作成する方法であるが、1枚のフィルムを用いて複数の袋体の帯状接合領域を連続して形成し、その後フィルムを切り離して複数の袋体としてもよい。この方法は袋体を非常に効率よく製造できるので好ましい。
本実施態様のコーヒー保存用袋体にコーヒーを充填する方法には特に制限はない。
例えば上記の方法で袋体を形成し、トップシール部を形成する前にコーヒーを充填し、次いで、トップシール部を形成する方法を用いることができる。
なお、コーヒーを充填後、トップシール部を形成する前に袋体内にチッ素を充填することも好ましい。袋体内にチッ素を充填することにより、保存中のコーヒーの劣化をより効果的に抑制できる。
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
超音波接合機として、ホーンとアンビルが円板状で、アンビルの外周面には図8の形状の気室を持つ帯状接合領域に対応した凸部が形成されている超音波接合機を使用した。一方、ホーンの外周面は平滑である。
幅30cm、長さ100cm、厚さ85μmのバリアフィルム(バリア層付きナイロンフィルム/低密度ポリエチレンの積層フィルム )を2つ折りにして、2つの端部を重ね合わせて超音波接合して帯状接合領域を形成した。
帯状接合領域の幅は10mmで、フィルムの長さ方向に沿って100cmにわたって形成した。
超音波接合機のホーンの発振振動数は20KHz、振動振幅は15μm、押しつけ圧は250N、接合速度は25m/分とした。
以上により、縦25cm、横15cmの袋体が縦方向に4つ連結した袋体の中間体を作成した。
この袋体の中間体の上端から25cmの部分を幅方向にヒートシールして、幅3mmのボトムシール部を形成し、同時に気室の下端部を封止した。
次にボトムシール部の下を幅方向に裁断して、縦25cm、横15cmの袋体とした。
その後、袋体にコーヒー豆(グァテマラ ピーベリー)を100g入れ、袋体内部をチッ素ガスで充填した。その直後にヒートシールにより幅3mmのトップシール部を形成し、袋体を閉鎖した。
以上により、コーヒー豆を収納した袋体を作成した。同様の方法で残りの袋体の中間体が3個のコーヒー豆を収納した袋体を作成した。
この袋体にはサイドシール部に本発明の帯状接合領域を有し、この部分に通気路が形成されている。通気路の個数は3であり、各通気路の長さは265mmである。また、各通気路には屈曲部が20個設けられていて、そのうち10個の折れ曲がり角度は80度で、他の10個は100度である。通気路の幅は2mmであるが、屈曲部分では幅が4mmとしてある。
この状態で、コーヒーの保存を行なったところ80日間保存しても袋体の膨らみはなく、酸素濃度も3%以下であった。さらに、袋体を1.5mの高さからコンクリートの床に3回落下させても袋体の破損は無かった。またこの際、袋体内部に酸素が流入することも無かった。
(実施例2)
袋体の大きさを縦27cm、横15cmとすることと、通気路の形状を以下のように変える以外は実施例1と同様にして実施例2を実施した。
実施例1と同様の結果が得られた。気室の形状は図3のようにした。その他の形状は以下のとおりである。
・通気路の長さは260mm、通気路の数は3個である。
・通気路の幅:フィルムの端部に略平行な部分の幅は1.5mm、フィルムの端部に略垂直な部分の幅も1.5mmである。
・屈曲部の内角αは56度、内角βは124度である。
・各通気路の56度の角度を有する屈曲部の数は19個、124度の角度を有する屈曲部の数は19個である。
・Ad/Atの値は0.21である。
・気室の面積が1170mm2である。
・外部通気路、内部通気路の幅はともに1.2、通気路の幅の最も小さい部分の値と、前記外部通気路の幅の比の値は0.8である。
(実施例3)
通気路の形状を以下のように変える以外は下記のようにして実施例3を実施したところ、実施例1と同様の結果が得られた。気室の形状は図7のようにした。その他の形状は以下のとおりである。
・通気路の長さは260mm、通気路の数は3個である。
・通気路の幅:フィルムの端部に略平行な部分の幅は1.5mm、フィルムの端部に略垂直な部分の幅は3.0mmである。
・屈曲部の内角αは56度、内角βは124度である。
・各通気路の56度の角度を有する屈曲部の数は19個、124度の角度を有する屈曲部の数は19個である。
・Ad/Atの値は0.21である。
・気室の面積が1440mm2である。
・外部通気路、内部通気路の幅はともに1.2mm、通気路の幅の最も小さい部分の値と、前記外部通気路の幅の比の値は0.8である。
(実施例4)
通気路の形状を以下のように変える以外は下記のようにして実施例4を実施したところ、実施例1と同様の結果が得られた。気室の形状は図3のようにした。その他の形状は以下のとおりである。
・通気路の長さは390mm、通気路の数は1個である。
・通気路の幅:フィルムの端部に略平行な部分42の幅は1.5mm、フィルムの端部に略垂直な部分43の幅も1.5mmである。
・屈曲部の内角αは65度、内角βは115度である。
・通気路の65度の角度を有する屈曲部の数は29個、115度の角度を有する屈曲部の数は29個である。
・Ad/Atの値は0.21である。
・気室の面積が1170mm2である。
・外部通気路、内部通気路の幅はともに1.2mm、通気路の幅の最も小さい部分の値と、前記外部通気路の幅の比の値は0.8である。
10:袋体
12:フィルム
12a(フィルムの)側端部
16:帯状接合領域
22:内部空間
24:通気路
26:気室
28:内部通気路
30:外部通気路
32: (気室の)端部
34: (気室の)端部
36: (気室の)横部分
38: (気室の)縦部分
40:屈曲部

Claims (4)

  1. 60g以上1200g以下のコーヒーを保存するためのコーヒー保存用袋体であって、
    前記袋体は、バリアフィルムによって形成され、縦方向の長さが10cm以上60cm以下、横方向の長さが10cm以上40cm以下であり、
    前記フィルムの2つの端部が互いに重ねられ接合されている帯状接合領域を備え、
    前記帯状接合領域内に、前記フィルムを非接合とすることにより形成され前記フィルムの端部に沿って延び両端部分が封止された略矩形波形状の空間である気室と、前記気室と前記袋体の内部空間とを連通する内部通気路、前記気室と前記袋体の外部空間とを連通する外部通気路とが設けられ、
    前記内部通気路と、該内部通気路に連通した前記気室の部分と、前記内部通気路に隣接し前記気室の部分に連通した外部通気路と、によって、前記袋体の内部と外部とを連通する通気路が構成され、
    前記気室は、前記フィルムの端部に略平行に前記矩形波の延びる方向に延びる略直線状の横部分と、該横部分に対して40度以上120度以下の角度をなして前記袋体の内部空間と外部空間とを結ぶ方向に延びる縦部分と、前記横部分と縦部分との接合部となる屈曲部を有し、
    前記気室は、長さが400mm以上1600mm以下、巾が0.7mm以上3.5mm以下であり、
    前記内部通気路は、巾が0.5mm以上3mm以下であり、
    前記外部通気路は、巾が0.5mm以上3mm以下であり、
    1本の前記通気路には、20個ないし80個の屈曲部が設けられている、
    ことを特徴とするコーヒー保存用袋体。
  2. 前記気室の各横部分は、略同一の一定巾を有し、
    前記気室の各縦部分は、略同一の一定巾を有し、
    一の縦部分は、隣接する縦部分に対して該縦部分の巾より狭い距離をおいて配置されている、
    請求項1に記載のコーヒー保存用袋体。
  3. 前記帯状接合領域が超音波接合部である、
    請求項1または2に記載のコーヒー保存用袋体。
  4. 外周面上に前記帯状接合領域に対応する凹凸を有する円盤状アンビルと、平滑な円周面を持つ円盤状ホーンを有する超音波接合機を用いて請求項1または2に記載のコーヒー保存用袋体を製造することを特徴とするコーヒー保存用袋体の製造方法。
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