(57)【要約】【課題】剛性の高くデザイン性の優れたパウチ包装体を提供する。【解決手段】二枚のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、シートの主要部分が、底辺を共有する三角形ペア、要するに菱形の平面敷詰めのパターンで覆い、該パターンを構成する辺に折り筋を付与することで、内容物を挿入したときに、概ね筒状の凹多面体となり、安定で美しい形態を保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する三角形ペアの平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とするパウチ包装体。
【請求項２】
複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する台形ペアの平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とするパウチ包装体。
【請求項３】
複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する三角形ペアおよび台形ペアの組み合わせの平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とするパウチ包装体。
【請求項４】
請求項１、２、３において、前記パターンを構成する辺に、予め折り目を付与したことを特徴とするパウチ包装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、シート（紙、プラスチック等、及びその積層体等）からなるパウチ形態の包装体に関するものであり、さらには、食料品や飲料などの内容物、又は衣料用粉末洗剤などのトイレッタリー用品、を収納するパウチ包装体にかんするものである。
【背景技術】
【０００２】近年その利便性から、パウチ形状の包装体の利用が極めて多くなっている。その基本的な形体は、二枚のシート状の左右端を貼り合わせて筒状として、上下の開口部について閉じる構成を採用している。【０００３】パウチ包装体の形状は、通常シート二枚だけで構成されているから、内容物を充填したとき、その外形をコントロールして、目的の形状にすることは一般的に難しい。しかし、商品であるから、単に袋につめて自然にできた形状ではなく、きちんとしたデザインされた形状を保持することが重要である。【０００４】また、近年、リサイクルの観点から、紙あるいは紙プラスチック積層体の利用を広めることが求められている。しかし、紙あるいは紙プラスチック積層体の利点である剛性を生かすパウチ包装体のデザインは知られておらず、この場合でも、自然にできた形状にまかせることしか行われていない。【０００５】薄いシートを用いながら、パウチ包装体の外形、主として筒面を設計された形状に保つ技術が、重要であるにもかかわらず、従来の技術では達成できていない。もしそれが可能となれば、リサイクルの立場で求められている、紙系の材料によるパウチ包装体の利用を進めることができるだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】本発明は、上記の課題を解決することを目的として、パウチ包装体を構成する筒状シートに、力学的に剛性の高くかつデザイン性の優れた形状を与えるパウチ包装体を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明の請求項１に係るパウチ包装体は、複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する三角形ペア（外形が菱形）の平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とする。なお、前記三角形ペアは常に同一である必要はない。【０００８】本発明の請求項２に係るパウチ包装体は、複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する台形ペアの平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とする。なお、前記台形ペアは同一である必要はない。【０００９】本発明の請求項３に係るパウチ包装体は、複数のシートの左右縁を結合して主構造を形成するパウチ包装体において、少なくとも一枚のシートの主要部分が、底辺を共有する三角形ペアおよび台形ペアの組み合わせの平面敷詰めのパターンで覆われ、該パターンを構成する辺に折り筋を付与したことを特徴とする。【００１０】本発明の請求項４に係るパウチ包装体は、請求項１、２、３において、該パターンを構成する辺に、予め折り目を付与したことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】本発明の実施の形態について以下に詳細に説明する。【００１２】本発明の請求項１に係る発明を体現するパウチ包装体の例は、図１の斜視図に示すような包装体で、シートの周縁を貼り合わせた構造であって、そのシートの一方あるいは両方の、主要部分に、底辺を共有する三角形ペアで構成される菱形の平面敷詰めで形成されるパターンに覆われ、パターンを構成する辺に折り筋が付与されたものであり、さらには上下部にクロージャーを付して完結するものである。【００１３】このパウチ包装体の特性を代表する基本モデルとして、二つのシートの左右縁だけを貼り合わせて作られる構造物（図２、正面図、断面図）を用いる。この図は、内容物を入れないフラットな状態を示し、また上下のクロージャーと呼ばれる部分は省略している。【００１４】図２には、明らかに底辺を共有する三角形ペアの繰り返しによる規則的なパターンが見られる。一般にダイヤモンド・パターン３０と呼ばれているので、本明細書ではこれに倣い、差し支えないかぎり、ダイヤモンド・パターンとよぶ。請求項２、３のパターンは、ダイヤモンド・パターンとは異なるが、その基本的な挙動は共通であるから、請求項１のダイヤモンド・パターンの説明が根幹となる。【００１５】使用するシート素材は、比較的剛性の高いもので、たとえば紙あるいは紙とプラスチックの積層体が代表的なものである。【００１６】さて図２のようなパウチ包装体を開く、あるいは内容物を挿入すると、通常は円筒形となることが予想されるが、本発明によるパウチ包装体の場合は、図３のような、凹凸のあるダイヤモンド・パターンがシート面に自然に生成され、概ね筒状になる。また、このような折り目と平面のみで作られる立体を凹多面体というから、詳しく言えば概ね筒状凹多面体となる。この種の凹多面体は、その折り目が一種の補強構造になり、剛性が高くなることが知られている。【００１７】このダイヤモンド・パターンの形状に類似したもので、市販されているものに、コーヒーやチューハイの飲料用金属缶が知られている（非特許文献１）。この文献によると、ほぼ同一材料板厚の円筒缶とくらべると、ダイヤモンド・パターンの金属缶は、外圧に対する座屈値で３倍くらいの値を示し、剛性が高い。横方向からの力に対するこの高い剛性は、このダイヤモンド・パターンの凹多面体によるものであり、本発明の課題と密接に関連する。【００１８】
【非特許文献１】Ｍｉｕｒａ，Ｋ．ＰＣＣＰ  ＳＨＥＬＬＳ，Ｎｅｗ  Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｔｏ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｓｈｅｌｌｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００２．
【００１９】パウチ包装体は、圧力容器ではないから高い剛性を必要としない。しかし、内容物を入れたとき、デザインされた形状を保持するために適度な剛性が望ましい。さらには、店頭に並べたり、スタンディング・パウチとしたりする場合にも適度の剛性が望ましい。【００２０】さて、本発明のパウチ包装体には、この形状保持性について、極めて特異な機能が備わっている。本パウチ包装体には、二つだけの平衡な位置がある。第一の平衡な位置は、図２で示すように、完全にフラットな状態である。第二の平衡な位置は、図３で示すように、凹多面体の状態である。なお、第二の位置は、ダイヤモンド・パターンの幾何学的形状と材料とシート両縁の接合状態で決まる。これらの平衡位置では、多少の外力でこれを変えようとすると、抵抗して元の位置を保持しようとする。換言すると、中途の状態はありえないで、フラットか凹多面体にならざるを得ない。中味を入れる限りにおいては、第一のフラットな平衡位置ではあり得ないので、事実上常に第二の平衡位置におさまる。【００２１】もちろん、中身があることによって、第二の平衡位置は影響をうけるから、多少の位置のシフトは当然おこる。それにしても、本発明のパウチ包装体は、このような特異な形状保持性を備えている。その原理は、実施例に関連して後述する。【００２２】本発明のこの形状保持性は、表面のデザインを、立体的に魅力あるものにすることにも貢献する。一般に使用されるパウチ包装体では、表面の形状は、成り行き任せであり、充填した内容物によって結果としてできる形にすぎない。
これにくらべ、本発明のパウチ包装体では、全体の形状および局部的な形状によって、独特の表現力のあるデザインとなる。この種のデザインの効果は、前記飲料缶の例について市場で実証されている。【００２３】本発明の請求項２に係る発明を体現するパウチ包装体の一例は、図４ａの説明図に示すような、底辺を共有する台形のペアで構成される、切頭ダイヤモンド・パターン３１の折り筋を適用したものである。基本的な性質は、請求項１のものと同様である。相違するところは、折り筋の集中の度合いを低めたことにある。図２のダイヤモンド・パターン３０の場合、任意の頂点に集まる折り筋の数は６である、これに較べると、図４ａの切頭ダイヤモンド・パターン３１の場合では４である。折り目の集中を、強度の見地から避けた例である。切頭の長さは任意であるから、設計の自由度は増す。また、頂点の部分が突出しないので、全体的な凹凸は抑制される。【００２４】本発明の請求項３に係る発明を体現するパウチ包装体の一例は、図４ｂの説明図に示すような、底辺を共有する三角形ペアと底辺を共有する台形のペアの組み合わせで構成されるパターン３２の折り筋を適用したものである。【００２５】本発明の請求項４に係る発明を体現するパウチ包装体は、請求項１、２、３において、該パターンを構成する辺に、予め折り筋について折って、折り目にしたことを特徴とする。
【実施例】
【００２６】以下、本発明の具体的な実施例を示して、詳細に説明する。図１は、実施例のパウチ包装体１を示す斜視図である【００２７】図２に示すように、長方形の前面シート１１と後面シート１２には、ダイヤモンド・パターン３０の折り筋４０が形成されている。ここで折り筋が形成されている状態とは、折り線に沿って機構学的な意味での回転ヒンジが形成されていることを意味し、必ずしも山折り谷折りの折り目が発生しているわけではない。シートに折り筋を形成する具体的な方法は、プレスによる筋加工が一例である。【００２８】図２に示すように、長方形の前面シート１１と後面シート１２を重ね合わせる。図２には示されないが、図１で予見されるように、その下端部内側に、二つ折りした底面シート１３を折り目を内側にして装填する。【００２９】その後で、上端部２０は内容物を充填するための未シール開口部として、その前面シートの両端部１４と後面シート両端部１４を接合し、前記前面シートの下端部、後面シートの下端部と底面シートを適宜接合することで、パウチ包装体ができる（図１）。【００３０】以下の説明では、簡単のため、クロージャーを除いた両面シートだけの構成で進める。さて、前記パウチ包装体に内容物を充填すると、両面のシートは図３に示すような概ね筒状凹多面体に変形する。その横断面は図３ｂのような形状であり、縦断面は図３ｃのジグザグ形状である。シート面は、斜めの山折りと水平方向の谷折りの折り目とからなる概ね筒型凹多面体である。シート両端部は接合によりフラットとなり、概ね筒型凹多面体との境界面は遷移領域となる。この例では、横方向に菱形が３個形成されるように設計されている。【００３１】なぜ、そのような凹多面体が出現するかを以下に説明する（図５）。平面にダイヤモンド・パターンの折り目を形成すると、これは一種の折り畳み構造となる。代表的な折り角を、三角形面のもとの平面からの傾斜Ａとする（図５ｄ）。
これが０度のとき、シートは平面である。代表的な折り角Ａで、全部の領域の折り角が決定され、また必然的にすべてのかたちがきまる。つまりこの折り畳み構造の自由度は１である。【００３２】折り角Ａを次第に大きくすると、明らかに縦方向は若干縮小する。しかし、より特徴的なことは、ダイヤモンド・パターンの面が、徐々に平均的な意味での曲率のある筒で、これを概ね筒状とよび、局所的には凹多面体に変形することである（図５ｃ，ｄ，ｅ）。【００３３】逆に、内容物を挿入することは、シート面にある曲率を発生することだから、自由度１の物体では、必然的に折り角Ａは大きくなる。全体的には、この概ね筒状物体は縦方向に、若干縮小する。【００３４】さらに折り角Ａを大きくすると、縦方向に縮むとともに、前記筒は平均的な曲率を増し、換言すると平均的な曲率半径が小さく、巻き込まれる。ついには左右両端が接近して衝突し、物理的には許されないが、数学的には互いに貫入する。【００３５】実施例では（図２）、前面シート、後面シートは、それぞれの両縁が互いに接合されて、帯状の１４が生成されていることに注目しよう。内容物が挿入されると、両シートは曲率を増し概ね筒状となる。これは一方では、折り角Ａが増し縦方向に縮むことを意味する。この概ね筒状部分の縮みは二つのシートの接合帯１４によって妨げられる。同時に、周方向の動きで、曲率を大きくする概ね筒状へと変形しようとする動きも、両シートが背中合わせに両縁が貼り合わせになっていることから、互いに拘束される。かくて、形成される形状は、ある平衡位置におさまることになる（図３ａ，ｂ）。【００３６】以上を要するに、通常、折り畳み構造には始めと終わりがあって、その中間は連続的に繋がっているものである。そこで、ある種の拘束を加えると、中間のある位置で、つまり立体的な凹多面体の状態で平衡となり停止する。その状態は、力学的には一種の折板構造であり、高い剛性を持つことになる。これが本発明の本質である。【００３７】前記の平衡位置は、折り筋の設計と、シートの材料特性によって制御できるから、実用上適当な形状を得ることができる。また、請求項２、３、４の、パターン３１、３２の場合も、その挙動は、ダイヤモンド・パターン３０の場合と類似し、設計の項目が多様になることが異なる。また前記のように、パターンを構成する要素は、常に同一である必要はなく、その位置によって徐々に変化させることができるから、設計の多様性は広い。【００３８】他の実施例として、ここにあげるのは、一枚のシートは前記の例のごとく、適宜なパターンを生成し、その適宜折り畳み位置で、フラットな剛性の高い紙を第二のシートとして結合することである。この拘束によって、剛性のきわめて高いパウチ包装体ができる。これと同類の技術は、通常の二枚のシートによるパウチ包装体の間に、フラットな第三のシートを挿入することである。この場合、第三のシートには、拘束が目的であって、包むという機能は必要ないから、穴を開けたり、帯状であったり、また張力部材だけでも良い。
【発明の効果】
【００３９】本発明のパウチ包装体は、食料品、トイレッタリー用品などの内容物を収納するシートを貼り合わせて製袋されたパウチ包装体であって、充填した状態の形状を保持する剛性が高く、かつデザイン性に優れたものである。
【００４０】また、使用目的に応じて、形状の設計の自由度は高く、多用な要求に適応するパウチ包装体である。
【００４１】また、その製造は、通常の製造装置に、折り筋あるいは折り目を付与する工程を付加するだけであるから、大きな変更を伴わないで実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】パウチ包装体の斜視図
【図２】フラットな状態のパウチ包装体の正面図（２ａ）、横断面図（２ｂ）
【図３】膨らませた状態のパウチ包装体の正面図（３ａ）、横断面図（３ｂ）、縦断面図（３ｃ）
【図４】パウチ包装体に適用できるパターンの説明図（４ａ，４ｂ）
【図５】シートが凹多面体に変形する説明図（５ａ正面図，５ｂ縦断面図，５ｃ正面図，５ｄ縦断面図，５ｅ平面図）
【符号の説明】
【００４３】１    パウチ包装体
１１、１２  シート
１３  底部クロージャー
１４  シート両縁部
２０  パウチ包装体開口部
３０  三角形ペアのパターン
３１  台形ペアのパターン
３２  三角形ペアと台形ペアの組み合わせパターン
４０  折り筋（破線）
Ａ    折り角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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