JP2015089823A - 紙容器用簡易開封口栓 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋を設けない口栓であって、従来の紙容器の自動製造ラインを使用して製造可能であり、かつ、容易に開封可能で、シュリンク包装をしなくてもバージン性も確保できる口栓を得ること。【解決手段】紙容器に装着する口栓（２）であって、周囲に融着部（２１）と中央にスパウト台座（２２）とプルトップ（２３）で閉鎖された注出口とを有し、プルトップは閉鎖板（２３１）とプルリング（２３２）と両者を繋げる支柱（２３３）からなり、閉鎖板はスパウト台座と脆弱線（２３１０）を介して繋がり、プルリングが支柱以外の破断可能な接続部（２４）によって閉鎖板あるいはスパウト台座に繋がっていることを特徴とする紙容器用簡易開封口栓である。【選択図】図４

Description

本発明は、紙を基材に用いた紙容器に融着し、容易に開口可能で、安価な口栓に関する。

紙容器は、最近の環境保全の風潮から、再生可能な資源を利用した容器として、従来より使用されていた乳製品、果汁飲料、酒類、調味料などの食品関係のみならず、液体洗剤、現像液などの非食品関係や、液体に限らず、粉体、粒体などの内容物にも使用されるようになって来ている。
しかし、開封するのに、強固に融着した紙容器のトップ融着部を剥離して開口するのは、非常に大きな力が必要であり、剥離する層が必ずしも内面の融着層で剥離するとは限らない。特に基材の紙は、層内部が破壊されて剥離することが多く、紙がむき出しになってしまう問題もあった。その為、子供や老人など、大きな力が出せない人はもちろん、力があっても、融着部を剥離して開封することは、必ずしも良い方法ではなかった。
そこで、紙容器のトップに、開口する専用の口栓を設ける方法が採用されている紙容器がある。その口栓は、通常、口栓本体と蓋部が連結して一体となった口栓が使用されている。さらに、その口栓には、支柱で連結されたプルリングが付属し、周囲に脆弱線を設けて、取り外し可能とした閉鎖板を有する口栓本体からなる口栓になっている。
たとえば、特許文献１では、口栓本体と蓋部とが帯状連結部を介して連結する口栓において、その帯状連結部の左右両側の形状を、左右対称に円弧状に形成したことを特徴とする口栓を提案している。ここで提案している口栓は、蓋と口栓本体が一体で成形され、口栓本体の注出口周壁の内側に、支柱で連結された引張リングと、切取部を切り取るための薄肉脆弱線とを有する閉鎖板とを形成した口栓である。

このような口栓は、随時開封して、内容物を少しずつ排出するには、蓋が必要になる。しかし、一度に内容物を排出して使い切ってしまう容器の場合には、蓋は邪魔になるばかりか、ヒンジや蓋の為に射出成形金型も高価になるし、成形後に蓋を閉める工程も必要になる、ヒンジの適性を引き出す素材に限定されるなど、制約や問題が多い。
このような制約や問題を抱えた口栓に対し、使い切ってしまう紙容器に適した、蓋のない口栓が必要である。しかし、単に蓋をなくしただけでは、紙基材の孔に挿入させるガイドがなくなるので、紙容器を製造する自動機で口栓を融着させることができない。
また、バージン性を確保する口栓でないと、シュリンク包装などを施す必要が出て、結果的にコストが低減できないなどの問題がある。

実開平６−７６０９５号公報

そこで、上記問題に鑑みて、蓋を設けない口栓であって、従来の紙容器の自動製造ラインを使用して製造可能であり、かつ、容易に開封可能で、シュリンク包装をしなくてもバージン性も確保できる口栓を得ることが本発明の課題である。

本発明の請求項１の紙容器用簡易開封口栓は、
紙容器に装着する口栓であって、
周囲に融着部と中央にスパウト台座とプルトップで閉鎖された注出口とを有し、
プルトップは閉鎖板とプルリングと両者を繋げる支柱からなり、
閉鎖板はスパウト台座と脆弱線を介して繋がり、
プルリングが支柱以外の破断可能な接続部によって閉鎖板あるいはスパウト台座に繋がっていることを特徴とする紙容器用簡易開封口栓である。

本発明の請求項２の紙容器用簡易開封口栓は、スパウト台座の表側外形とプルリングの外形の寸法が同じであることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用簡易開封口栓である。

本発明の請求項３の紙容器用簡易開封口栓は、プルリングの表側周囲のコーナーに面取りを施したことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙容器用簡易開封口栓である。

本発明の請求項４の紙容器用簡易開封口栓は、口栓本体の容器に融着する融着面とプルリング表面が平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紙容器用簡易開封口栓である。

本発明の請求項５の紙容器用簡易開封口栓は、口栓本体の容器に融着する融着外周端部に、留めリブを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の紙容器用簡易開封口栓である。

本発明の紙容器用簡易開封口栓は、蓋がなく、プルトップの注出口を有するので、簡単に開封が可能であると共に、バージン性も確保できる。しかも、プルリングが閉鎖板、あるいはスパウト台座に繋がっているので、従来の紙容器自動製造機械に大幅な改造をしないで装填でき、自動的に紙容器の注出口用孔に口栓を挿入して、口栓を融着した紙容器が製造可能である。また、プルリングとスパウト台座の外形も合わせているので、一層、口栓挿入が容易に紙容器を製造できる。

本発明の口栓を用いたゲーベルトップ形状の紙容器とフラットトップ形状の紙容器の外観図である。 本発明の口栓を用いたゲーベルトップ形状の紙容器に使用されるブランクの展開図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓の外観図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓の平面図、断面図、底面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓を製造する射出成形金型の断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓を製造する射出成形金型がパーティングで型開き始めた状態の断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓を製造する射出成形金型のスライドが開いた状態の断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓を製造する射出成形金型から口栓がエジェクトされている状態の断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓において、プルリングの起こし、脆弱線の破断、封鎖板の取り出し、開口、の各段階を示した断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓において、接続部をプルリング側に設けた場合の金型断面図である。 本発明の紙容器用簡易開封口栓において、接続部をプルリング側に設けた場合、金型スライドの動きを示した図である。

以下、本発明の紙容器用簡易開封口栓を実施するための形態について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の紙容器用簡易開封口栓２を用いた紙容器の例で、図１−１は紙容器本体１の上面をゲーベルトップにした紙容器、図１−２は紙容器本体１の上面をフラットトップにした紙容器である。
どちらも、上側に一定の平面を用意し、その平面に孔を開け、本発明の紙容器用簡易開封口栓２を融着している。

図２に、図１−１で示すようなゲーベルトップタイプの紙容器本体１を成形するために、積層シートを加工したブランク５の展開図を示した。
紙容器本体１は、紙基材８の両面に溶融ポリエチレンなどの融着樹脂層８１をコーティングして製造された積層シートを用いて製造される。積層シートは、収納する内容物によっては、酸素ガスバリア性の向上や透湿を防ぐ為、金属箔、酸化ケイ素蒸着フィルムなどを中間に貼り合わせたシートに加工して使用される。基材は、通常、貼り合わせる前に印刷して、口栓を融着する場所に孔の位置を明確に表示し、外観だけではなく、表示義務のある内容も合わせて印刷する。
紙容器を成形するには、予め積層した積層シート上面側に孔２０を開けて、そこに、本発明の紙容器用簡易開封口栓２を内側から挿入し、融着部を融着し、その口栓付き積層シートのブランク５を製造しておく。通常、孔開けの工程で、同時に折り曲げ線を加工したり、外形を切断して、ブランクは製造される。
ブランク５は、側面融着部の４１と内側側面融着部４１２、上側面融着部４２と内側上側面融着部４２２、底側面融着部４３と内側底側側面融着部４３２をそれぞれ谷折線７で折り、互いに融着して紙基材の端部が内側に向かないようにしてから、内面側が外側になった内側側面融着部４１２、内側上側面融着部４２２、内側底側側面融着部４３２が、それぞれ、裏面側面部３１１、裏側上面部３２１、裏面底面部３３１の内面側に融着されることで、筒状の基本形が作られる。
その後、底面を折り曲げ、右底面３３２と左底面３３４の折り曲げ部同士と、前底面３３３と裏底面３３１を合わせるように折り曲げて融着し、底部を成形する。
紙容器は、その後、内容物を充填し、トップ部分を折り曲げて、融着する。

図３は、本発明の紙容器用簡易開封口栓２の外観を斜視図で示したものである。
簡易開封口栓２は、融着部２１、スパウト台座２２、プルトップ２３からなっている。
ここで、プルトップ２３は、閉鎖板２３１と、プルリング２３２と、両者をつなぐ支柱２３３からなっている。
また、スパウト台座２２には、側面に留めリブ２２１が複数設けられている。
そして、スパウト台座２２の外形とプルリング２３２の外形は、ほぼ同じ寸法をしており、
それらの間には、指や爪が充分入る隙間２５が設けられ、プルリング２３２の周縁には面取り２３２１と指が入る引張り孔２３２２が施されている。
また、閉鎖板２３１やスパウト台座２２には、プルリングとの間に切断可能な接続部２４が設けられている。

図４は、本発明の紙容器用簡易開封口栓２の平面図、断面図、底面図である。
図４−１の平面図と図４−２の断面図で示すように、プルリング２３２の引張り孔２３２２周囲には、支柱２３３が閉鎖板２３１の端近傍に位置し、プルリング２３２と閉鎖板２３１が支柱で強固に繋がっている。図４−２で示すように、支柱２３３の付け根には面取りをして、変形や引っ張りに耐えるようにすることが好ましい。
また、支柱２３３以外にも、引張り孔２３２２周囲で、閉鎖板２３１やスパウト台座２２から伸びた接続部２４がプルリング２３２と繋がり、プルリング２３２が閉鎖板２３１や
スパウト台座２２と一体的に固定されている。図４では閉鎖板２３１に２箇所、スパウト台座２２に３箇所の、計５箇所で接続する接続部２４を設けたが、スパウト台座２２だけに設けてもかまわない。
この接続部２４は、閉鎖板２３１やスパウト台座２２との接続は厚く強固だが、プルリング２３２との接続点では非常に細く脆弱になっていて、手で引きちぎれば、容易に引きちぎれるような設定になっている。
また、閉鎖板２３１とスパウト台座２２は、脆弱線２３１０で繋がっていて、ここも、引きちぎることが可能な設定にしてある。
図４−３で示すように、底面側からは、スパウト台座２２の凹みの中に、脆弱線２３１０が見えるだけのシンプルな形状になっている。

本発明の紙容器用簡易開封口栓２は、射出成形で製造できる。その射出成形から紙容器用簡易開封口栓を取り出すまでの金型の動きを、図５、図６、図７、図８で示した。
ここに表わした紙容器用簡易開封口栓はキャビティが上下逆さに配置している。
図５は、射出成形における溶融樹脂が射出・充填された状態を示す。
図５−１は、縦断面図の図５−２における切断面位置ａで示す留めリブ２２１のブランク５を固定する水平面で切断した断面図で、切断面位置ｂで示す支柱２３３の断面図も合わせて表示した。
射出成形の溶融樹脂はランナー９６からゲート９７を通ってキャビティ９１に射出される。ここで、ゲートは閉鎖板２３１に落ちているので、この閉鎖板２３１から樹脂が流れ、支柱２３３を通ってプルリング２３２に流れる。そして、脆弱線２３１０を通ってスパウト台座２２、融着部２１に溶融樹脂が流れ、溶融樹脂は口栓全体に行き渡る。
この図５では、接続部２４はスライド９２に設けてあるが、引っ張り孔を形成するコア側の駒２３２３に接続部２４を設けることもできる。

図６は、溶融樹脂が冷却・固化した後、金型を開き始めた状態を示した。
図６−１は、縦断面図の図６−２におけるａで示す留めリブ２２１のブランク５を固定する水平面で切断した金型を示した断面図で、切断面位置ｂで示す支柱２３３の断面図も合わせて表示した。
プルリング２３２とスパウト台座２２との隙間２５部分に入るスライドがプルリング２３２の引張り孔２３２２のセンターを左右のスライドが当接する支柱スライドパーティング９４としているのに対し、スパウト台座２２外形のスライドはスパウト台座２２のセンターを左右のスライドが当接するスパウト台座スライドパーティング９３としている。
その為、高さ方向で、プルリング２３２とスパウト台座２２との隙間部分に入るスライド部分と、スパウト台座２２外形のスライド部分では、左右のスライドの当接するスライドパーティング位置が、スパウト台座２２と引張り孔２３２２のセンターずれている量だけずれている。
金型のコア側が下がってパーティング９８が開くと、ゲート９７が切れ、スパウト台座２２の内側や脆弱線２３１０部分の金型が成形品である紙容器用簡易開封口栓２から外れる。ゲート９７が切れるので、ランナー９６はランナーロックピンなどで引っ張り、ランナープレートが開くなどして、ランナーは金型から抜ける。

図７はスライドが開いた状態を示した。
図７−１は、縦断面図の図７−２におけるａで示す留めリブ２２１のブランク５を固定する水平面で切断した金型を示した断面図で、切断面位置ｂで示す支柱２３３の断面図も合わせて表示した。
プルリング２３２とスパウト台座２２との隙間２５部分に入る支柱スライドパーティング９４と、スパウト台座２２外形のスパウト台座スライドパーティング９３とは、左右のスライドが当接するスライドパーティングがずれているのが、スライドが開いているので、分かりやすい。
支柱２３３部分のスライドは、スライドする距離が特に必要になるので、このスライドがプルリング２３２から抜けると、製品のアンダーカットが外れる。

図８は、成形品である本発明の紙容器用簡易開封口栓２が、金型からエジェクトされている状態を示している。
スライドが開いて、金型にはプルリング２３２だけが入ったままであるので、エジェクタピン９５が突き出すと、口栓２を容易に金型から外すことができる。

図９は、本発明の紙容器用簡易開封口栓２が紙容器本体に嵌合・融着され、内容物を取り出す時の開封状況を、段階順に示した図である。
図９−１は、密封・閉鎖状態の口栓の縦断面図である。
プルリング２３２に、スパウト台座２２に設けられた接続部２４が繋がっている。
開封の工程の第１段階は、図９−２のように、プルリング２３２の支柱２３３から離れた所とスパウト台座２２との隙間２５に指や爪を入れて、プルリング２３２を起こす工程である。
プルリング２３２を起こすには、プルリングの支柱２３３側端部を押し下げても良い。
プルリング２３２を起こすと、支柱２３３から離れた接続部２４がプルリング２３２から外れる。

第２段階は、図９−３で、プルリング２３２の引張り孔２３２２に指を掛けて引っ張り、支柱２３３近傍の閉鎖板２３１に接続している脆弱線２３１０を破断させる。支柱２３３は、閉鎖板２３１の端部近傍にあって、閉鎖板２３１全体を引き上げるのではなく、力を集中させて、脆弱線２３１０の一端だけを破断するようにしてある。
脆弱線２３１０は、その部分だけが厚み０．１５〜０．４ミリメートルの厚みを持たせ、その周囲は大きな勾配で厚くして、厚みを０．８ミリメートル以上、好ましくは１ミリメートル以上あって、脆弱線２３１０部分だけが際立って薄くなるようにする。もちろん、脆弱線２３１０の厚みは、線状の全周囲とも、均一の厚みである必要がある。
脆弱線２３１０の幅方向の長さは、切断しやすさからは短いほうが好ましいが、金型加工上、成形安定性上から、０．１〜０．８ミリメートル、好ましくは０．１５〜０．４ミリメートルが良い。
この時、接続部２４が閉鎖板２３１やスパウト台座２２に設けてあり、プルリング２３２から接続部が外れているので、指が痛くなく、思いっきりプルリングを引き上げることができる。
また、接続部２４を切断しやすくするには、中央の接続部はなくすか接続部先端を特に細くして、接続の強度は左右に持せることが好ましい。

第３段階は、図９−４で、プルリング２３２の孔２３２２に掛けた指を、さらに水平方向に引っ張り、支柱２３３近傍の閉鎖板２３１に接続して破断した脆弱線２３１０の破断開口部をもっと広げながら、閉鎖板２３１を引き上げて、プルトップ２３全体を、スパウト台座２２から引き剥がす。
このようにして、本発明の紙容器用簡易開封口栓２は開封される。

図１０は、プルリング２３２とスパウト台座２２を繋ぐ接続部２３４を、孔２３２２から離れたプルリング２３２側に設けた例を示した。この場合、孔２３２２を構成する金型の駒はスライド面に当接し、スライドは３方スライドか、４方スライドにすることで、接続部の設計の自由度は向上する。
図１１に３方スライドにした場合の金型を開く動きの状態を示した。
このように、接続部２４をプルリング２３２に設けると、金型は複雑になり、薄肉のスライドが当たり面になるなど、型合わせが難しい金型で、スライド長さも大きくなるので、高価な金型になるが、切断しやすい位置に接続部２４を設けることができる。

本発明のキャップ２を成形する射出成形樹脂は、内容物に対して耐性のある材料である必要があるが、さらに、ブランク５の積層シートと強固に融着しやすいこと、脆弱線２３１０、接続部２４など、薄肉部分の成形性があるので、高い流動性や、その接続部２４や脆弱線２３１０の破断性も大事な要素である。
実際には、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂などを使用する。

支柱２３３は、強い引張り力に対して耐えなければならないので、充分な強度や剛性が必要である。閉鎖板２３１とのつなぎ目やプルリング２３２との繋ぎ面にはアール曲面の面取りや厚みをしっかり取る必要がある。

プルリング２３２とスパウト台座２２との隙間２５は、支柱２３３の長さにもなるが、爪や指を入れて、接続部２４を破断させやすい隙間にする必要がある。
ただ、口栓を従来の紙容器製造機械に掛けて、製造しやすくするために、極端には口栓高さを高くせず、全体に形状が歪みにくいようにする必要がある。
本発明の紙容器用簡易開封口栓２は、従来の紙容器製造機械に掛かるように、スパウト台座２２の表側外形とプルリング２３２外形の寸法を同じにした。
もちろん、スパウト台座２２の外形寸法よりプルリング２３２の外形寸法のほうが大きくなければ、ブランク５の穴２０への挿入に大きな問題は起こりにくい。しかし、外径寸法が同じにすれば、口栓２がブランクに挿入させる挿入用治具に収まりやすく、ガタもなく、安定した生産ができる。
また、プルリング２３２の表側周囲のコーナーに面取り２３２１を施した。
さらに、口栓本体の容器に融着する融着面とプルリング表面が平行になるようにした。
これらの対応によって、ブランクの口栓挿入孔２０に自動で挿入できるようになった。
その上、口栓本体の容器に融着するスパウト台座２２外周端部に、留めリブ２２１を設けたので、ブランク５の口栓挿入孔２０に口栓を挿入し、その後、融着部２１の融着工程に掛かる前に、口栓がブランク５の挿入孔２０から外れる問題を食い止めることができ、安定して組み立ての製造ができる。

本発明の紙容器用簡易開封口栓は以上のようなもので、従来の蓋付き口栓の自動紙容器製造機械をそのまま使用して製造が可能である。また、蓋がなく、プルトップ２３の注出口を有するので、簡単に開封が可能であると共に、バージン性も確保でき、射出成形金型は１型で、一回の射出成形で完了できるので、安価に製造が可能である。従って、一度に使い切る容器に用いる用途において、本発明の紙容器用簡易開封口栓は、非常にメリットが大きい。

１・・・・・・・・・紙容器本体
２・・・・・・・・・口栓
２０・・・・・・・・孔
２１・・・・・・・・融着部
２２・・・・・・・・スパウト台座
２２１・・・・・・・留めリブ
２３・・・・・・・・プルトップ
２３１・・・・・・・閉鎖板
２３１０・・・・・・脆弱線
２３２・・・・・・・プルリング
２３２１・・・・・・面取り
２３２２・・・・・・引張り孔
２３２３・・・・・・コア側の駒
２３３・・・・・・・支柱
２４・・・・・・・・接続部
２５・・・・・・・・隙間
３１１・・・・・・・裏側面部
３１２・・・・・・・右側面部
３１３・・・・・・・表側面部
３１４・・・・・・・左側面部
３２１・・・・・・・裏上面部
３２２・・・・・・・右上面部
３２３・・・・・・・表上面部
３２４・・・・・・・左上面部
３３１・・・・・・・裏底面部
３３２・・・・・・・右底面部
３３３・・・・・・・表底面部
３３４・・・・・・・左底面部
４１・・・・・・・・側面融着部（胴部）
４１０・・・・・・・側面折り返し融着部
４１２・・・・・・・内側側面融着部
４２・・・・・・・・上側面融着部
４２０・・・・・・・上面折り返し融着部
４２２・・・・・・・内側上側面融着部
４３・・・・・・・・底側面融着部
４３０・・・・・・・底面折り返し融着部
４３２・・・・・・・内側底側側面融着部
５・・・・・・・・・ブランク
６・・・・・・・・・山折線
７・・・・・・・・・谷折線
８・・・・・・・・・紙基材
８１・・・・・・・・融着樹脂層
９１・・・・・・・・キャビティ
９２・・・・・・・・スライド
９３・・・・・・・・スパウト台座スライドパーティング（ａスライド部）
９４・・・・・・・・支柱スライドパーティング（ｂスライド部）
９５・・・・・・・・エジェクタピン
９６・・・・・・・・ランナー
９７・・・・・・・・ゲート
９８・・・・・・・・パーティング
ａ・・・・・・・・・切断面位置ａ（横断面の切断面：留めリブ面）
ｂ・・・・・・・・・切断面位置ｂ（横断面の切断面：支柱部）

Claims (5)

1. 紙容器に装着する口栓であって、
   周囲に融着部と中央にスパウト台座とプルトップで閉鎖された注出口とを有し、
   プルトップは閉鎖板とプルリングと両者を繋げる支柱からなり、
   閉鎖板はスパウト台座と脆弱線を介して繋がり、
   プルリングが支柱以外の破断可能な接続部によって閉鎖板あるいはスパウト台座に繋がっていることを特徴とする紙容器用簡易開封口栓。
2. スパウト台座の表側外形とプルリングの外形の寸法が同じであることを特徴とする請求項１に記載の紙容器用簡易開封口栓。
3. プルリングの表側周囲のコーナーに面取りを施したことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙容器用簡易開封口栓。
4. 口栓本体の容器に融着する融着面とプルリング表面が平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紙容器用簡易開封口栓。
5. 口栓本体の容器に融着する融着外周端部に、留めリブを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の紙容器用簡易開封口栓。