パウチの落下解析 – 軟包材へのシミュレーション適用

パウチの利用拡大

人の健康や環境に配慮し、プラスチック容器はプラスチック使用量の削減やリユースが進められており、パウチを利用して詰め替え容器に移す使用方法が増えてきました[i]。 また、食品業界では1968年からレトルトパウチが使われています。

パウチは軽く、鍋にそって柔軟に形を変えるので湯煎しやすいなどの利点があります。一方で、充填後の角立ち、落下による蒸着はがれ、輸送時の内容液の偏りなど、パウチ特有の不具合も発生します。

パウチ構造解析で不具合を事前検証

発生しうる不具合を設計の段階で把握できれば、試作と試験を減らすことができます。パウチの性能試験においても、一定の条件を再現するのは難しく、人力で数をこなさなくては統計的に有意な傾向を得ることができません。しかし、シミュレーション（仮想試験）であれば、定量的な条件を振り、パウチの性能評価を網羅的に行うことができます。

冒頭のシミュレーション結果は、衝撃解析ソルバーAltair Radiossを用いて、一般的な平パウチの落下解析を行ったものです[ii]。内容液によりパウチにシワができる過程も観察でき、パウチの角、蒸着の境界付近で応力が高くなっていることが分かります。

このような解析結果をもとに、ラミネートの厚さや素材の組合せを選択し、蒸着面積やパウチ形状を検討し、軟包材設計に役立てることができます。

Altairと包装容器解析

アルテアエンジニアリングでは、10年以上にわたり日本のパッケージ業界の企業様と共に解析や製品開発に取組んできました。2012年からPackaging CAE Forum（通称：パック会）を立上げ、現在に至るまで包装設計者・解析者の交流会を行っています。

パウチや包装容器の構造解析に興味がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

冒頭のパウチ落下解析で使用している入力ファイルをAltair Communityに公開しました（※ユーザーログインが必要です）。

[i] 日本石鹸洗剤工業会「石鹸洗剤業界における容器包装プラスチック使用量の推移」参照
[ii] アルテアエンジニアリング株式会社 シニアアプリケーションエンジニア 小林 泰による

カテゴリー: 事例