JP2013237462A - 注出口栓、及びその取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙容器に使用される本発明の注出口栓は、注出口栓のフランジの形状を、成形も良好な形状とし、反りなどの変形も出ず、生産性も従来と変わらないで量産できる方法であり、かつ、口栓の融着位置に対し、平面状のずれや回転方向に対して、ずれが生じにくい方法を得る事。
【解決手段】液体収納用紙容器本体に取付ける方向性のある口栓において、取付用フランジ１１の外周部に方向性を有する位置決めフランジ１１１を連結し、該フランジ１１１には位置決め用切り欠き部１１２を設けた事を特徴とする注出口栓。
【選択図】図３

Description

本発明は、ジュース、酒、お茶、てんぷら油、醤油などの液体を収納し、頂部に注出口が設けられた紙容器の注出口栓に関する。

従来、紙容器本体に使用する積層シートは、紙を基材とし、内側面および外側面をヒートシール性に優れたポリオレフィン系樹脂とする構成で、これに、内容物の成分によっては、ガスバリヤ性を付与する層を加えられていた。例えば、ジュースや酒類では、〔容器外側〕ポリエチレン／紙／ポリエチレン／アルミニウム箔／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム／ポリエチレン〔容器内側〕構成のような積層シート５からなる。このような構成は、保香性が必要なものや、酸化し易い液体を充填する容器として広く使用されている。
これらの紙容器の中で、１リットル以上の大きい容量を持ったものや、一度に大量には使用しないが開封後長期に使用、収納する容器では、落下強度を上げる為、特に使用する積層体の強度を大きくし、積層体同士の融着部における剥離強度を増していた。そして、一度の使用量に対し容量が多く、長期に、かつ、頻繁に使用するので、簡単に開口部を開口、閉鎖できる事も必要である。
このような紙容器では、使用上の利便性を向上する為、注出口栓を設ける。通常、図１に示すような切り妻屋根形の頂部のキャップ装着面３１にキャップと注出口栓本体１とからなる口栓を突設した液体紙容器が用いられている。

この注出口栓本体１は、容器の口栓取り付け孔２から突出する口元の注出筒にキャップを螺着したものである。通常では、流通時の密封性の完全さやバージン性の確保、または、使用時の易開封性を兼ね備えるために、例えば図２に示すように、注出口栓本体１の注出筒内側の下方内面に注出用口閉鎖部７を設けて封止している。そして、使用時に開口するため、この封鎖板の下面の所定位置に垂直断面逆Ｖ字状の環状切込み１０を設けて、上面の開口予定位置に環状薄肉脆弱線８を形成し、この環状薄肉脆弱線８の内側近傍の上面の所定の一側に、先端にプルリング９をもつ支柱６を立設したものである。
容器を開封するために注出用の注出口栓本体１を開口するときには、キャップを外し、図１１、図１２のように注出口栓本体１の注出筒の内側に収容されているプルリング９に指先を掛けて下方へ引っ張って、注出用口閉鎖部７の環状薄肉脆弱線８を引き裂いて開口していた。なお、開口した注出口栓本体１は、注出用口閉鎖部７を廃棄したのちに、キャップを注出筒に螺合して装着して再封止している。

しかし、注出口栓本体１はシール巾を充分に設けられるように周囲へ平面状に広がったフランジ１１を使用し、内側から融着させるようにしている為、注出口栓の取り付け面は、紙容器の頂部における取り付け面の端には取り付かず、その分、融着面の中央に寄っている。それに、容器は紙基材の為、剛性が完全ではない事、及び、この取り付け面は、通常、傾斜面になっているので、開口する方向性によって、使い勝手が著しく違うという問題がある。
この為に、従来は注出口栓本体１におけるプルリング９の方向が、色々な方向を向いて取付けられると、開口しにくい容器、開口が難しい容器などの不良品が発生してしまっていた。そして、この注出口栓本体１の方向を完全に規制するには、人手を掛けて、方向を目で確認し、位置合わせせざるを得ず、生産性が著しく低下し、大変な労力が掛かってしまう問題があった。
その為、このような容器の注出口栓本体１の向きは、方向性を持っているので、自動的に注出口栓の方向を規制するような方策が必要である。

以上に対し、文献１では、フランジ部及び側壁に切り欠きを有した筒状部からなる注口部材において、フランジ部外周の一部に位置決め用の凹部又は凸部を設けた口栓が考案されている。この口栓は、回転しながら位置を合わせる方法で取付られるが、位置決め用爪が、フランジ部及び側壁に切り欠きに沿いながら、さらに、爪のストッパ部分が位置決め用の凹部又は凸部に嵌合し、固定化される。しかし、この方法では、フランジの位置決め用の凹部又は凸部を設けた位置が、注出口の中心方向にずれて向かっており、切り欠きも注出口中心に近いので、口栓の規定位置に対し、平面状のずれや回転方向に対して、ずれが出やすい問題もあった。

文献２では、注出口栓の取着用円形フランジに、フランジの外周部に設けた位置決めフランジを分断可能に連設した注出口栓であり、少なくとも２個の仮止め用係止爪が、フランジとのギャップを連続的に変化可能に、口栓取付穴を囲繞形成シールする材の厚みを含んで円周方向に形成された注出口栓である。
この注出口栓は、位置決めがフランジ部の爪で囲繞されるもので、フランジの対向する爪の外側が嵌合し、その厚みと爪両端の間隔が、位置決めに使用され、爪に挟まれた領域の隙間は方向性を制御する手立てには使用されてはいない。この方法は、爪のギャップがあまり小さく出来ず、位置ずれが大きい。又、この口栓を製造するのに、口元側より射出されるが、橋絡部の先のフランジの成形の精度が出にくく、かつ、ショートショットやウエルドなどの成形不良が出やすく、安定しないなどの問題がある。

特開平４−２４７９３４号公報 実開平４−４１８２８号公報

紙容器に使用される本発明の注出口栓本体１は、上記問題に鑑みて、注出口栓本体１のフランジ１１の形状を、成形も良好な形状とし、反りなどの変形も出ず、生産性も従来と変わらないで量産できる方法であり、かつ、口栓の融着位置に対し、平面状のずれや回転方向に対して、ずれが生じにくい方法を得る事が本発明の課題である。

請求項１の発明は、液体収納用紙容器本体に取付ける方向性のある口栓において、取付用フランジの外周部に方向性を有する位置決めフランジを連結し、該フランジには位置決め用切り欠き部を設けた事を特徴とする注出口栓である。

請求項２の発明は、フランジに設けた位置決め用切り欠き部は、位置決め用フランジと注出口の中心を結ぶ中心線に対し、直角方向に設けた事を特徴とする注出口栓である。

請求項３の発明は、フランジに設けた位置決め用切り欠き部が、嵌合する丸ピンに外接する円弧を有する事を特徴とした注出口栓である。

請求項４の発明は、フランジに設けた位置決め用切り欠き部の円弧が、中心角が１５０度以上外接する円弧である事を特徴とする注出口栓である。

請求項５の発明は、フランジに設けた位置決め用切り欠き部が、嵌合する丸ピンに外接するＶ字形状を有する事を特徴とした注出口栓である。

請求項６の発明は、液体収納用紙容器本体に取付ける方向性のある口栓の取付方法において、左右方向の側面ガイドと、口栓当たりガイドと、口栓のフランジに設けられた位置決め用切り欠き部に嵌合する丸ピンとによって、口栓の位置を確定させる事を特徴とする注出口栓の取付方法である。

本発明の注出口栓は、プルリング９の引張り方向などのような方向性がある口栓であっても、特殊なフランジ形状にする事によって、正確に注出口栓のセンター位置や回転方向の位置を規制できる。しかも、生産での樹脂流動性を悪化させる橋絡部分もないので、注出口栓の成形において、反りなどの変形やフランジの厚みムラなどが発生しないので、生産性高い状態で成形が可能である。
その為、容器本体との融着も安定したシールが可能である。
さらに、特別のパーツフィーダーによる位置決めも容易なので、組み立てラインでの生産性も高い。そして、生産ラインに位置検出の光センサーなどの特殊な装置を設置する必要もないので、安価に一部分の治具等の追加のみで、従来の生産ラインを利用し、改造改善のみで、使用可能である。

本発明の液体用注出口栓を使用した液体用紙容器の外観図である。 本発明の注出口栓を取り付けた液体容器の注出口栓近傍の断面図である。 本発明の注出口栓の実施例における平面図である。 本発明の注出口栓の実施例における側面図である。 本発明の注出口栓を紙容器に取付けた取付面の外側から見た実施例の図である。 本発明の注出口栓を紙容器に取付けた取付面の内側から見た実施例の図である。 キャップを嵌め、Ｕ字の切り欠きを持つ、本発明の注出口栓を紙容器に取付ける位置制御の方法を外側から見た実施例の図である。 キャップは閉めないで、本発明の注出口栓単体を紙容器に取付ける位置制御の方法を外側から見た実施例の図である。 キャップを嵌め、Ｖ字の切り欠きを持つ、本発明の注出口栓を紙容器に取付ける位置制御の方法を外側から見た実施例の図である。 位置決め切り欠きを持たない注出口栓を紙容器に取付ける位置の振れを外側から見た図である。 紙容器に取付けた、本発明の注出口栓において、プルリングを引っ張る事で、閉鎖部を開口し始めた状態を示す断面図である。 紙容器に取付けた、本発明の注出口栓において、閉鎖部を開口した状態を示す断面図である。 本発明の別の形状の実施例で、注出口栓とキャップが一体となった液体容器の注出口栓近傍の断面図である。

以下、本発明の液体用紙容器に使用する注出口栓の実施の形態例について、図を用いて詳細に説明する。
実施形態例に使用される紙容器本体は、図１に示すように、紙を基材とし、内側面および外側面をヒートシール性に優れたポリオレフィン系樹脂とする積層シート５を使用する。胴部は側面接着部４で貼り合わせ、頂部と底部をそれぞれ合わせて融着する事で、４角柱の容器本体３と切り妻屋根形を持った頂部からなり、切り妻屋根形の頂部のキャップ装着面３１に注出口栓本体１を突設した液体紙容器である。もちろん切り妻屋根の頂部に限らず、頂部が平坦な直方体形状でもかまわない。

図２、図３、図４に示すように注出口栓本体１は、プルリング９と一体になった注出用
口閉鎖部７があり、図１１、図１２のように、上記プルリング９を引っ張って、プルリング９根元の支柱６近傍における環状薄肉脆弱線８から破断が開始し、開口される。
容器本体３に融着された状態では、外観では図５に示すように、従来の容器と全く同一で、差がない。内部から見ると、図６のように、位置決めフランジ１１１が見えるようになっているが、内容物の充填や排出等に影響は出ない構造になっている。

注出口栓本体１の材質は、容器本体に使用されているシーラント層との融着性が良好で、耐ストレスクラッキング性も高く、内容物からの影響を受けにくい材料で、かつ、剛性が適度にあり、キャッピングしやすい事が必要である。さらに、プルリング９が形成される事から、引っ張り強度も高い必要があり、かつ、環状薄肉脆弱線８では一定の引張り強度で破断する多様な特質を持っている必要がある。特に、ヒンジキャップのようなキャップと一体型の注出口栓にする場合は、溶融時の流動性（ＭＩＦ）も高い必要があり、高圧法の低密度ポリエチレンの他、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度と高密度ポリエチレンの混合樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体を上記に添加、混合した樹脂などを使用する。その中でも、直鎖状の低密度ポリエチレンが好ましい。実際に使用する場合は、各種樹脂を用いて成形した後、紙容器本体に融着し、充填予定の内容物を使用して、環境ストレスクラッキング試験を実施し、判断する。

ところで、容器本体３を保持し、図１１のように、プルリング９を引っ張って注出用口閉鎖部７を開口させる為には、常にプルリング９の根元の支柱６の方向が容器の上側になるようにする必要がある。なぜならば、紙容器は、プラスチック製や金属製、ガラス製の容器に比べ、剛性が無く、本紙容器のような場合、縦方向の力には強いが、斜めや横方向の力には軟弱で、容器の剛性が方向性を持つ為である。
その為、本発明者は、注出口栓本体１の向きを自動的に規制するには、図５〜図８のように注出口栓本体１の融着用フランジを変形させ、物理的に位置制御する方法をとる。
しかし、単にフランジの外周部に方向性を有する位置決めフランジを連結しただけでは、図１０で示すように、フランジの平らな部分を組み立てガイドに当てても、自動化の為にはわずかなクリアランスが必要で、左右、上下、回転方向のそれぞれにガタが発生し、大雑把な位置合わせしか出来ない。このような仕様だけで位置決めをしていた場合、回転方向の角度で、プラスマイナス１５度程度の大きなずれが発生していた。
このクリアランスで発生するずれは、口栓が大きい場合は大きな問題はおきにくいが、最新の小さな口栓の場合、わずかな嵌合ズレが、角度にすると大きなずれになってくる。

その対策として、本発明者は、口栓の位置決めフランジに、さらに、位置決め用の切り欠き部１１２を設けた注出口栓を発明した。
切り欠き部１１２は、Ｕ字形状、又はＶ字形状のように、位置決め用丸ピン１４に対し、上下、左右の２方向に対し、位置が確定できるようにする。ただ、位置決め用丸ピンに対し、中心角２０が１５０度以下しか外接しないと、左右方向のずれや上下方向のずれが複合し、注出口栓１の回転方向に対するずれが大きくなってしまう。その為、位置決め用丸ピンに対し、中心角２０が１５０度以上外接する円弧を有するようにする事が好ましい。そして、その切り欠き部１１２は、図３に図示されるように、位置決めフランジ１１１の幅方向での中心線であって、それが注出口の中心を通るフランジ中心線１１３に対し、その位置決め用切り欠き部中心線１１４が、ほぼ直角方向に設ける事が好ましい。これは、直角方向にする事によって、下方に位置決めの切り欠きと丸ピンを当てることによって、左右方向も、上下方向も位置が正確に定まり、特に注出口栓本体１の回転方向も定位置に定まる為である。

この切り欠き部のある注出口栓本体１は、紙容器の組み立て、内容物の充填の一連の作業をこなす製造ラインで用いられる。すなわち、紙容器の本体積層シート５を抜きと折り目付けを行った後、胴部融着、底面融着、口栓融着、殺菌、内容物の充填、ゲーブルトッ
プの融着と進む。この口栓融着では、左右の側面ガイド１６、１７と、下側の口栓当たりガイド１８で概略の位置を決め、さらに、位置決めピン１４で、その部分の上下、左右の位置が正確に定められる。
このような方向にする事で、図１０に示す製造ラインの位置決めガイドである左右の側面ガイド１６、１７と、下側の口栓当たりガイド１８に当てて位置決めするのでは、クリアランスのずれは発生してしまうが、図７〜図９のように切り欠き部に位置合わせ用ピンを設けることで、より位置が確定する事ができる。
なお、注出口栓本体１を融着するのに、図７のようにキャップ１３を予め注出口栓本体１に嵌めてから融着してもかまわないし、図８のように、注出口栓本体１単体で融着してもかまわない。ただ、注出口栓本体１にキャップを予めしていた方が、注出口栓本体１の内部に異物が混入する恐れが少なくなるメリットがある。
図９のようにＶ字形状の切り欠き部１１５の場合は、接している２点だけで対応する事になるが、その接点とピンの中心との角度である中心角を１５０度以上に大きくする事で、より精度は上がる。ただ、フランジの厚みが薄い場合は、上下のずれも発生しやすいので、あまり大きな角度にはできず、逆に１２０度〜１５０度が良好である。
図１３のように、注出口栓は、キャップと一体になったヒンジキャップ付きの注出口栓でも、対応できる。もちろん、注出口栓を融着する時は、キャップを閉じた状態で融着する。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。

＜実施例１＞
注出口栓本体１は、図３、図４の形状で作成した。感知するフランジ部分の厚みは０．５ミリメートルで、樹脂は直鎖状低密度ポリエチレンを使用した。口径φ２０ミリメートルに対し、方向性を有する位置決めフランジとして、角に半径１ミリメートルの円弧を有する幅１８ミリメートルの四角形状のフランジを設けた。その位置決めフランジの中心と口径の中心を通る位置決めフランジの中心線上において、口径の中心から２６ミリメートルの地点から直角に曲がった直線を中心線に、幅２．４ミリメートルのＵ字の切り欠き部を設けた。
紙容器本体の積層シート構成は、外側よりポリエチレン／紙／ポリエチレン／アルミニウム箔／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム／ポリエチレンであり、内容量は１Ｌである。そして、日本酒用の注出口栓付き液体容器のラインで、この紙容器本体に注出口栓１を取付けた。
位置決めピンは、直径２．４ミリメートルに対し、マイナス０．０２のクリアランスを設けた丸ピンとした。
なお、左右の側面ガイド１６，１７と、注出口栓１のクリアランスは０．５ミリメートルとした。
結果、精度良く位置決めが出来、注出口栓１の回転方向のばらつきは、プラス３．２度〜マイナス２．９度の範囲に納まった。この為、プルリングの位置が一定し、容易に開けられる容器のみが生産するようになり、プルリングの位置不良がなくなった。

＜比較例１＞
実施例と同様の形状と樹脂を用いたが、位置決めフランジには、切り欠き部を設けず、位置決めピンも設置しなかった。
結果、注出口栓本体１の回転方向のばらつきは、プラス１２．７度〜マイナス１３．８度の範囲になった。ばらつきの分布をみると、プルリングの位置が５度以上ずれたものは１８パーセント、１０度以上ずれたものは３パーセント発生し、品質に問題がでた。

なお、実施例１の製造ラインの中に、比較例１の注出口栓本体１を混ぜ、フランジの端
部位置に光センサーを設置してみたところ、比較例１の口栓を容易に判別して、混入を防ぐ事ができた。

本発明の注出口栓は、以上の様なものであるが、この切り欠き部のある注出口栓本体１は正確に左右や上下方向だけではなく、回転方向も合わせて位置が確実に合わせて融着する事ができ、回転方向の角度で、プラスマイナス５度以下のずれで収まるようになった。又、このように本発明の口栓にすると、位置合わせだけではなく、外観は似ているが、別の容器に使用する口栓と分ける場合、その切り欠きの位置や大きさなどを変える事で、自動機での選別も可能になるメリットが生まれた。
さらに、本発明の口栓は、フランジだけの工夫で対応が出来るので、製造ラインの大きな変更も無く対応できるメリットがある。
そして、この方法を採用しても、口栓を製造するプラスチック成形金型も容易に加工が出来る内容で、成形性も通常の口栓と大差ない成形性を得られるので、価格の上昇もわずかで、対応が可能である。
この為、注出用口閉鎖部７の開口がしやすく、安価に生産が可能であり、本発明のメリットは大きい。

１・・・・・・・・・注出口栓本体
２・・・・・・・・・口栓取り付け孔
３・・・・・・・・・容器本体
３１・・・・・・・・キャップ装着面
４・・・・・・・・・側面接着部（胴部）
５・・・・・・・・・積層シート
６・・・・・・・・・支柱
７・・・・・・・・・注出用口閉鎖部
８・・・・・・・・・環状薄肉脆弱線
９・・・・・・・・・プルリング
１０・・・・・・・・環状切込み
１１・・・・・・・・フランジ
１１１・・・・・・・位置決めフランジ
１１２・・・・・・・切り欠き部
１１３・・・・・・・フランジ中心線
１１４・・・・・・・切り欠き部中心線
１１５・・・・・・・Ｖ字形状の切り欠き部
１２・・・・・・・・注出筒
１２１・・・・・・・注出筒開口端部
１３・・・・・・・・ネジキャップ
１４・・・・・・・・位置決めピン
１５・・・・・・・・プルトップ引っ張り方向
１６・・・・・・・・側面ガイド（右位置決めフランジ当たり）
１７・・・・・・・・側面ガイド（左口栓フランジ当たり）
１８・・・・・・・・口栓当たりガイド
１９・・・・・・・・ヒンジキャップ
２０・・・・・・・・中心角

Claims (6)

1. 液体収納用紙容器本体に取付ける方向性のある口栓において、取付用フランジの外周部に方向性を有する位置決めフランジを連結し、該フランジには位置決め用切り欠き部を設けた事を特徴とする注出口栓。
2. フランジに設けた位置決め用切り欠き部は、位置決め用フランジと注出口の中心を結ぶ中心線に対し、直角方向に設けた事を特徴とする請求項１に記載の注出口栓。
3. フランジに設けた位置決め用切り欠き部は、嵌合する丸ピンに外接する円弧を有する事を特徴とした請求項１又は２に記載の注出口栓。
4. フランジに設けた位置決め用切り欠き部の円弧は、中心角が１５０度以上外接する円弧である事を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の注出口栓。
5. フランジに設けた位置決め用切り欠き部は、嵌合する丸ピンに外接するＶ字形状を有する事を特徴とした請求項１又は２に記載の注出口栓。
6. 液体収納用紙容器本体に取付ける方向性のある口栓の取付方法において、左右方向の側面ガイドと、口栓当たりガイドと、口栓のフランジに設けられた位置決め用切り欠き部に嵌合する丸ピンとによって、口栓の位置を確定させる事を特徴とする注出口栓の取付方法。