JP4582928B2 - 注出口 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛乳、ジュース、酒などを収容するための容器に取り付ける注出口に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図８に示すように、注出口１を取り付けた紙製の容器２が広く使用されている。この注出口１は、図９（ａ）に示すように、筒状のノズル部１ａと、その根元のフランジ１ｂと、ノズル部１ａを閉じる遮蔽部１ｃと、遮蔽部１ｃの一部を容易に開封しうるように設けられた開封用溝１ｄと、その開封用溝１ｄで囲まれた領域に支柱部１ｅを介して連結されたプルリング１ｆ等を備えており、ノズル部１ａにキャップ３（図８参照）を取り付ける構成となっている。ここで、開封用溝１ｄは、図９（ｂ）に拡大して示すように、遮蔽部１ｃの支柱部１ｅとは反対側の面に形成されており、その断面は、平坦な底面１ｄａとその両側の斜面１ｄｂ、１ｄｃを有する逆台形状であった。また、支柱部１ｅは、その外面（注出口１の中心とは反対側の面）の下端Ｅを開封用溝１ｄの底面の内側の角部Ｆに一致させ、その下端Ｅに続く部分１ｅａを円弧状としたＲ面とし、それに続く部分１ｅｂを遮蔽部１ｃの表面に直角な直線状の面としていた。
【０００３】
この注出口１を容器２に取り付けるには、組み立て途中の容器の注出口取付穴に、キャップを取り付けた状態の注出口１を容器の内側から挿入し、容器の内側にアンビルを位置させ、外側から超音波シール装置の超音波ホーンを押し当て、その超音波ホーンによって容器とフランジ１ｂの接合面に超音波振動を付与して発熱させ、容器表面の熱溶着性の層と、熱溶着性のフランジ１ｂとを熱溶着させていた（例えば、特公昭６０−５０１３９号公報参照）。また、注出口のフランジを、容器の外面側に取り付ける構成のものもあり、この場合にも、アンビルと超音波ホーンを用いた超音波シールが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、注出口は開封強度が低いことが望ましく、そのためには、開封用溝１ｄの底部の厚さを極力薄くすることが望ましいが、あまり薄くすると、超音波シール時にその底部に加わる超音波振動によってピンホールが発生する恐れがある。そこで、なるべくピンホールが発生しないようにある程度の厚みを確保しており、このため開封強度を十分には下げることができておらず、更に開封強度を下げることが望まれていた。また、逆に適度な開封強度を確保しようとするため、開封用溝の底部の肉厚を薄くしている結果、通常の超音波シール条件ではピンホールが発生しないとしても、低温下とか、超音波出力を大きくするといった過酷なシール条件下ではピンホールが発生することもあり、超音波シール適性が低かった。
【０００５】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、超音波シールを行った際に生じる恐れのあるピンホールの発生を抑制しながら、開封強度を下げることの可能な注出口を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、図３の実施例に示すように、支柱部１１ｅの外面側の下端Ｅを開封用溝１１ｄの中央の上方に位置させ、更に、その下端Ｅに続く部分１１ｅａを、断面が遮蔽部１１ｃに対してノズル部の中心側に３０〜６０度の角度で傾斜した直線状の傾斜面とするという構成としたものである。このように、支柱部１１ｅの外面側の下端Ｅを開封用溝１１ｄの中央の上方に位置させたことで、プルリングを引っ張って開封する際に支柱部１１ｅに作用する引張力が開封用溝１１ｄの底部の薄い部分に剪断力として有効に作用し、この部分の肉厚を薄くすることなく（従って、肉厚を薄くすることによるピンホール発生の危険を回避しながら）開封強度を小さくできる。更に、開封用溝１１ｄ底部の肉厚の薄い部分の長さが短くなった結果、超音波シール時にピンホールの発生しやすい領域が少なくなり、ピンホールの発生を抑制できる。また、支柱部１１ｅの外面側の下端Ｅに続く部分１１ｅａを遮蔽部に対してノズル部の中心側に３０〜６０度の角度で傾斜した直線状の傾斜面としたことで、開封用溝１１ｄの底面の内側の角部Ｆの上方の肉厚があまり増加せず、このため、注出口を射出成形した際の冷却時において角部Ｆにひけ（収縮によるくぼみ状の変形）が発生しない。もし、ひけが発生するとその部分に、超音波シールによるピンホールが生じることがあるが、ひけが発生しないので、ピンホールの発生を防止できる。かくして、本発明の注出口は、超音波シールによるピンホール発生が生じにくく従って超音波シール適性を向上させることができ、しかも、開封強度を低下できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る注出口は、筒状のノズル部と、そのノズル部の底部を閉じると共に容易に開封しうるよう開封用溝を形成した遮蔽部と、その遮蔽部の開封すべき領域に支柱部を介して連結されたプルリングを備えた注出口において、前記開封用溝を、前記遮蔽部の前記支柱部とは反対側である下面に形成すると共に、前記遮蔽部の上面の、前記開封用溝の上方に位置する領域を平坦とし、前記支柱部の外面側の下端を、前記遮蔽部の平坦な上面で且つ前記開封用溝の中央の上方に位置させており、更に前記支柱部の外面側の下端に続く部分を、断面が前記遮蔽部に対してノズル部の中心側に３０〜６０度の角度で傾斜した直線状の傾斜面としたことを特徴とし、この構成により、超音波シールによるピンホール発生を生じることなく、開封強度を低下できる。
【０００８】
ここで、前記支柱部の外面側の下端に続く部分の前記遮蔽部に対する傾斜角は３０〜６０°としているが、なかでも、４５°程度とすることが好ましい。
【０００９】
本発明の注出口に用いる材質としては、特に限定するものではないが、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を挙げることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施例による注出口１１を示す概略断面図、図２はその注出口１１の概略平面図、図３（ａ）はその注出口に設けている支柱部及びプルリングを示す概略断面図、図３（ｂ）は支柱部の根元部分を拡大して示す概略断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視図、図５はプルリング及び支柱部の概略平面図である。注出口１１は、筒状のノズル部１１ａと、その根元のフランジ１１ｂと、ノズル部１１ａを閉じる遮蔽部１１ｃと、遮蔽部１１ｃの一部を容易に開封しうるように設けられた開封用溝１１ｄと、その開封用溝１１ｄで囲まれた領域に支柱部１１ｅを介して連結されたプルリング１１ｆ等を備えている。
【００１１】
開封用溝１１ｄは、図３（ｂ）から良く分かるように、遮蔽部１１ｃの支柱部１１ｅとは反対側である下面に形成されており、その断面は、平坦な底面１１ｄａとその両側の斜面１１ｄｂ、１１ｄｃを有する逆台形状に作られている。開封用溝１１ｄの底部の肉厚ｔは従来と同様とするが、必要に応じ増減してもよい。遮蔽部１１ｃの上面の、開封用溝１１ｄの上方に位置する領域は平坦としており、支柱部１１ｅは、その外面側の下端Ｅを、遮蔽部１１ｃの平坦な上面で且つ開封用溝１１ｄの中央の上方に位置させ、その下端Ｅに続く部分１１ｅａを、断面が遮蔽部１１ｃに対してノズル部の中心側に傾斜した直線状の傾斜面とし、更にその上の部分１１ｅｂを、遮蔽部１１ｃの上面にほぼ直角な面としている。この面１１ｅｂは開封用溝１１ｄの底面の内側の角部Ｆとほぼ同じ位置に形成している。また、傾斜面１１ｅａの遮蔽部上面に対する傾斜角度θは３０〜６０°程度に、好ましくは４５°程度に設定している。このような傾斜角度で傾斜した直線状の傾斜面１１ｅａを設けたことにより、二点鎖線１ｅａで示す従来の円弧面を用いた場合に比べて、角部Ｆのところの肉厚を大幅に薄くすることができる。本発明者等が確認したところ、二点鎖線１ｅａで示す円弧面を用いた場合、角部Ｆのところの肉厚が厚いためか、注出口の射出成形時の冷却収縮によって角部Ｆに、二点鎖線１２で誇張して示すようなひけ（凹み）を生じることがあったが、直線状の傾斜面１１ｅａを用いたことで、このようなひけの発生を防止できることが判明した。このひけがあると、注出口の超音波シール時に超音波振動を受けてピンホールを生じることがあるが、本実施例ではひけが生じないため、超音波シール時のピンホール発生を防止できる。また、断面が直線状の傾斜面１１ｅａを採用したことで、従来の円弧面１ｅａ（図９参照）を用いる場合に比べて、注出口を成形するための金型の製造が容易となる利点も得られる。
【００１２】
前記したように、この注出口１１は、支柱部１１ｅの外面側の下端Ｅを開封用溝１１ｄの中央の上方に位置させている。この構成により、プルリングを引っ張って開封する際に支柱部１１ｅに作用する引張力が開封用溝１１ｄの底部の薄い部分に有効に剪断力として作用し、このため、溝底部の肉厚ｔを図９に示す従来の注出口１と同一としても、開封強度を小さくできる。
【００１３】
プルリング１１ｆは、全体を上面から見た形状が円形をしており、且つ図４から良く分かるように、その外周面に、遮蔽部側の端部から反対側端部に向かって拡径するテーパ面１３を有している。このテーパ面１３は、プルリング１１ｆを成形した部分の金型を抜き易くするために設けたものである。テーパ面１３を形成する領域（高さｈ）は、極力大きくすることが、テーパ面１３の傾斜角度を小さくして金型を抜き易くできるので好ましく、具体的には、プルリング１１ｆの遮蔽部側端部からプルリング全高さＨの２／３を越える位置までの領域（すなわち、ｈ≧Ｈ×２／３）とすることが好ましい。
【００１４】
更に、図３〜図５から良く分かるように、プルリング１１ｆの支柱部１１ｅから最も遠い部分には、他の部分よりも断面積を大きくした厚肉部１４を形成している。この厚肉部１４は、テーパ面１３に円弧状断面の増肉部１５を付加した形態に作っており、これにより、厚肉部１４がプルリング１１ｆの外径方向にあまり出っ張らず、このため、金型の抜け易さをあまり低下させないようにしている。この厚肉部１４は射出成形によって形成されるウエルド部分（溶融樹脂が出会って接合する部分）を補強するために設けたものであり、これにより、プルリング１１ｆを引っ張って注出口を開封する時に生じる恐れのあるプルリング１１ｆの破断を防止できる。一般に、プルリング１１ｆのウエルド部分の強度が他の部分に比べて低下する割合はきわめて小さいので、厚肉部１４によって補強する割合は小さくてよく、このため、厚肉部１４の断面積は、他の部分の断面積に比べて２割程度以上大きく設定すればよい。また、厚肉部１４の円周方向の長さＬは、ウエルド部分の位置がばらついても、確実にウエルド部分をカバーして補強するように定めれば良く、例えば、３〜５ｍｍ程度でよい。
【００１５】
図５から良く分かるように、プルリング１１ｆの円周上の一部で且つ支柱部１１ｅに連結した領域の外周面１７は、他の部分の外周面に比べて内側に切り込んだ形状としており、これにより、この部分に曲げ変形を容易とする薄肉部１８を形成している。この薄肉部１８を形成したことで、プルリング１１ｆは図５に実線で示す円形から二点鎖線１９で示す楕円形に容易に変形でき、金型が抜き易くなる。なお、薄肉部１８は、プルリング１１ｆを楕円形に容易に変形させることができるものであれば、その形状は図示のものに限らず、適宜変更可能であり、例えば、支柱部１１ｅの外面或いは内面を斜めにし、プルリング１１ｆの一部を薄くしてもよい。
【００１６】
図６、図７は上記構成の注出口１１を成形するための金型及びその金型を抜く動作を説明するものである。全体を参照符号２０で示す金型は、成形すべき注出口の形状に等しい成形空間２１を形成するものであり、成形した注出口を取り出すことができるよう、複数の金型で構成されている。すなわち、金型２０は、左右に開閉可能な金型（スライドキャビティ）２３と、注出口の遮蔽部の上面、ノズル部の内面、プルリング等を成形するための金型（上部コア）２４、２５と、遮蔽部の下面を成形するための金型（下部コア）２６と、金型（ストリッパープレート）２７等を備え、上部コア２４に溶融樹脂を導入するためのスプルー２８を形成している。
【００１７】
この金型２０で注出口１１を成形した後、注出口１１を取り出すには、図７（ａ）に示すように、まず中央の上部コア２４（図６参照）を上方に抜き出す。次いで、図７（ｂ）に示すように、プルリング１１ｆの外面を成形した上部コア２５を上方に引き抜く。この時、プルリング１１ｆは斜めに傾斜すると共に、平面から見た状態では楕円形に変形して上部コア２５内面のくぼみ３０から抜け出すこととなる。上記したように、プルリング１１ｆは支柱部１１ｅの上に薄肉部１８を有していて、楕円形に容易に変形可能である。このため上部コア２５を上方に引き抜く際、プルリング１１ｆは楕円形に容易に変形でき、上部コア２５を容易に抜くことができる。プルリング１１ｆのところの金型（上部コア２５）を抜き易くすると、上部コア２５を引き抜く際、プルリング１１ｆや支柱部１１ｅには大きい引張力が作用せず、支柱部１１ｅの根元の開封用溝１１ｄに過大な引張力が作用しない。このため、開封用溝を誤って破断してしまうということがなく、また、支柱部１１ｅの根元の開閉用溝１１ｄ底部を変形させたり、物性を変化させたりすることがない。この部分に変形や物性変化が生じると、超音波シール時のピンホール発生につながる恐れがあるが、この実施例ではこの変形や物性変化がほとんど生じないので、この点からもピンホール発生を防止できる。
【００１８】
以上のようにして成形した注出口１１は、従来と同様に容器に超音波シールによって取り付けられる。この超音波シールの際に注出口１１には超音波振動が加えられるが、開封用溝１１ｄの底部の肉厚ｔの薄い部分は従来よりも短くなっており、且つ角部Ｆにひけも生じていないので、ピンホールが生じることもない。また、注出口１１の成形工程において支柱部１１ｅの根元の開封用溝１１ｄ底部に大きい引張力が作用していないので、この点からもピンホールが生じることがない。かくして、この注出口１１は超音波適性に優れており、低温下とか、超音波出力を大きくして短時間でシールすると言った過酷な条件下で超音波シールを行っても、ピンホールを生じることなく、良好なシールを行うことができる。開封に際しては、従来に比べて開封強度が低くなっているので、容易に開封できる。また、プルリング１１ｆに厚肉部１４を形成したことで、プルリング１１ｆの破断も防止できる。
【００１９】
［実験例］
支柱部の位置、形状と開封強度、ピンホール発生頻度の関係の測定実験の行った。図１０（ａ）〜（ｄ）はその実験に用いた注出口の支柱部を拡大して示すものであり、（ａ）は本発明の実施例、（ｂ）は比較例１（支柱部の下端Ｅを開封用溝１１ｄの中央に位置させるが、その下端Ｅに続く部分１ｅａは従来と同様に円弧状としたもの）、（ｃ）は比較例２（支柱部の下端Ｅを開封用溝１１ｄの外側の角部Ｇ上に位置させ、その下端Ｅに続く部分１ｅａは従来と同様に円弧状としたもの）、（ｄ）は比較例３（図９に示す従来の注出口）である。ここで、（ａ）〜（ｄ）に示す注出口の支柱部以外の構造は図１、図２に示す実施例と同様であり、また、開封用溝１１ｄの底部の幅は０．２ｍｍである。図１０（ａ）に示す実施例における傾斜角度θは４５°としている。
【００２０】
これらの注出口を超音波シールによって容器に取り付け、開封強度を測定した。超音波シール条件は次の通りである。
シール圧力： ２００ｋＰａ
シール時間： ３００ｍｓｅｃ
クリアランス： ０．３ｍｍ
超音波出力： パワーコントローラで出力を８５％、９０％、９５％、１００％に変え、それぞれでシールを行った。なお、通常の操業条件は８５％であるが、超音波振動によるピンホール発生を強調するために、出力を大きくしてテストした。
【００２１】
テスト結果を表１に示す。表１より明らかなように、比較例１は開封強度は低いものの、出力を大きくした場合にピンホールの発生が見られた。比較例２、３は開封強度が大きくなっている。また、比較例３では出力を大きくした場合にピンホールの発生も見られた。これに対し、実施例は、開封強度が低く且つピンホールの発生が無かった。なお、比較例３に示す従来例でピンホールが発生しているのに対し、実施例でピンホールが発生しなかったのは、溝底部の肉厚の薄い部分の長さを短くしているためと思われる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、注出口の支柱部外面の下端を開封用溝の中央の上方に位置させ且つその下端に続く部分の形状を遮蔽部上面に対してノズル部の中心側に３０〜６０度の角度で傾斜した直線状の傾斜面としたことにより、開封強度を低下させながら超音波シール時のピンホールの発生を防止でき、従って、超音波適性を向上させることができ、しかも、金型の製造を容易にできるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による注出口を示す概略断面図
【図２】図１の注出口１１の概略平面図
【図３】（ａ）は図１に示す注出口に設けている支柱部及びプルリングを示す概略断面図、（ｂ）は支柱部の根元部分を拡大して示す概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図３（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視図
【図５】プルリング及び支柱部の概略平面図
【図６】図１に示す注出口を成形するための金型を示す概略断面図
【図７】（ａ）、（ｂ）は金型を抜く動作を示す概略断面図
【図８】注出口を取り付けた容器を示す概略斜視図
【図９】（ａ）は従来の注出口の概略断面図、（ｂ）はその注出口の支柱部の根元部分を拡大して示す概略断面図
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、開封強度測定実験に用いた用いた注出口の支柱部を拡大して示す概略断面図
【符号の説明】
１１ 注出口
１１ａ ノズル部
１１ｂ フランジ
１１ｃ 遮蔽部
１１ｄ 開封用溝
１１ｅ 支柱部
１１ｅａ 傾斜面
１１ｆ プルリング
１３ テーパ面
１４ 厚肉部
１５ 増肉部
１８ 薄肉部
２０ 金型
２５ 金型（上部コア）
Ｅ 支柱部外面側の下端
Ｆ 角部

Claims (1)

1. 筒状のノズル部と、そのノズル部の底部を閉じると共に容易に開封しうるよう開封用溝を形成した遮蔽部と、その遮蔽部の開封すべき領域に支柱部を介して連結されたプルリングを備えた注出口において、前記開封用溝を、前記遮蔽部の前記支柱部とは反対側である下面に形成すると共に、前記遮蔽部の上面の、前記開封用溝の上方に位置する領域を平坦とし、前記支柱部の外面側の下端を、前記遮蔽部の平坦な上面で且つ前記開封用溝の中央の上方に位置させており、更に前記支柱部の外面側の下端に続く部分を、断面が前記遮蔽部に対してノズル部の中心側に３０〜６０度の角度で傾斜した直線状の傾斜面としたことを特徴とする注出口。

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