JP4934330B2 - 複合スパウト及び複合スパウトを形成する射出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、製造時にスパウト本体に装着されているスリーブが射出成形時に成形金型に容易にセットすることができる複合スパウト及び複合スパウトを形成する射出成形装置に関する。

近年、高機能食品等を充填し、図６に示す注出具（以下スパウトという）１から注出するスパウト付きパウチや紙容器等の容器において、酸素による内容物の変質やフレーバー性の低下を防止するため、パウチ、紙容器等の容器本体のみならず、スパウトに対しても酸素透過量がきわめて少ないことが求められている。そのため、スパウトに対してスパウトの内壁にガスバリアー性又は酸素吸収性に優れた遮断体としてのスリーブ１０が装着されている複合スパウト１が提案されている。

図７に示すスリーブ１０は、複合スパウト１のスパウト本体２の内側にインサート成形して装着されている。スリーブ１０は、多層からなり、機能性樹脂層１０ａを間にして内側に内層１０ｂを配設し外側に外層１０ｃを配設し、これらは機能性樹脂層１０ａと内層１０ｂとの間及び機能性樹脂層１０ａと外層１０ｃとの間に接着剤層１０ｄを介在させて接着されている。
機能性樹脂としては、ガスバリアー性材料と酸素吸収性材料があり、ガスバリアー性材料としては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの樹脂材料がある。酸素吸収性材料は、ガスバリアー性樹脂に酸素吸収剤を付加してもよく、ガスバリアー性樹脂自体が酸素吸収性を有する構造であってもよい。酸素吸収性を有する材料としては、例えば、酸化性の有機材料であるポリブタジエン、ポリイソプレンなどがある。内層１０ｂ及び外層１０ｃの材料としては、例えば、熱可塑性樹脂であるオレフィン系樹脂が用いられる。

図８は、スリーブ１０を備えた複合スパウト１の射出成形装置による成形方法を示す。
図８のＡに示すように、スパウトは雄型２１と雌型３１とによって成形され、雄型２１には、基端側から先端側まで同一径で形成された円柱形状のコアー２２が設けられ、コアー２２の周囲にはスリーブ１０が装着されている。雌型３１は左右に開く分割型であり、内周面の形状が図６に示すスパウト本体２の外周面に対応する形状に形成される。
図８のＢに示すように、一方の雌右型３１ｂには図示しない射出成形機より溶融樹脂が射出されるゲート３３が接続されている。

こうした構成により、雄型２１のコアー２２を雌型３１に差し込んで金型を閉じ、図８のＣに示すように、ゲート３３からキャビティ３２内に溶融樹脂が射出されることによって、複合スパウト１のスパウト本体２となる部分が形成され、スパウト本体２の内側にスリーブ１０が備えられた複合スパウト１が形成される。スパウト本体２とスリーブ１０の接着は、スパウト本体２の材料である溶融樹脂の熱による熱溶着によって接着される。
特開２００１−２１３４５５号公報

しかしながら、複合スパウト１の内周面には、スリーブ１０の内周面が露出するように、複合スパウトの成形時は、図８のＡに示すように、雄型２１のコアー２２とスリーブ１０との内周面との間には隙間が形成されていない。そのため、スリーブ１０をコアー２２に装着しづらいという問題があった。
また、形成された複合スパウト１の排出開口６側の端部は、肉厚が薄く容量が小さいため少量の溶融樹脂しか充填されない。そのため、溶融樹脂の熱がスリーブ１０に充分伝わらず、スリーブ１０とスパウト本体２の溶着状態が悪くなる虞れがあり、図６の想像線１０ｈに示すように、スパウト本体２からスリーブ１０の一端部１０ｅの先端が剥離してしまうおそれがある。スリーブ１０の剥離は、容器内の内容物がスパウト本体２とスリーブ１０との間に回り込んでしまう。また、スリーブ１０の端面１０ｇが容器内に露出することによって、機能性樹脂層１０ａからのガスバリアー材の劣化及び酸素吸収剤等の材料等の溶出により、機能性樹脂が効率良く作用しないことがある。
また、コアー２２の基端側から先端側まで、コアー２２の横断面が同一径である場合は、スリーブ１０の材質、摩擦係数、内径の大きさ等によっては、図８のＤに示すように、射出成形機から射出される樹脂の流動圧によって、スリーブ１０がコアー２２をガイド材として、コアー２２の軸方向基端側へずれてしまうことがある。このように、スリーブ１０がコアー２２の基台２３面に当接した場合は、スリーブ１０の端面１０ｇが複合スパウト１の内部で露出してしまい、上述したように、機能性樹脂層１０ａから酸素吸収剤等の材料が溶出され、機能性樹脂が効率良く作用しないことがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スリーブを雄型のコアーに容易に装着することができ、スパウト本体とスリーブとの接着面とを確実に接着できる複合スパウト及び複合スパウトを成形する射出成形装置を提供することを目的とする。

本発明の複合スパウトは、上記目的を達成するために、機能性樹脂層が中間層として配設されている筒状スリーブを中子として射出成形型のコアー部材に被嵌した状態でスパウト本体を射出成形することによって、該スパウト本体の内周面に該筒状スリーブが実質上その内周面のみを露呈させて埋設させた形態に成形された複合スパウトにして、該スパウト本体の基端部側内周面端部が、基端部の開口端に向かって半径方向内方に傾斜する円錐台形状の傾斜面からなり、該円錐台形状の傾斜面は、該筒状スリーブの一端側の内周面からスパウト本体の基端部側の開口端に亘って形成され、該筒状スリーブの一端側端部を覆うようにした。
上記複合スパウトは、該スパウトの排出端部を構成する該スパウト本体の先端部において、該スパウト本体には、該筒状スリーブの他端側の内周面を覆う付加部が形成されていることが好ましい。
上記複合スパウトは、該スパウトの排出端部を構成する該スパウト本体の先端部において、該スパウト本体の内周面は該スパウト本体の先端から該筒状スリーブの他端側端部の手前まで延びる所定長さのシール領域を形成できる。
また、本発明の射出成形機は、機能性樹脂層が中間層として配設されている筒状スリーブが中子として被嵌される凸状のコアー部材と、該筒状スリーブが被嵌されたコアー部材に対して間隔を空けて囲繞する雌型部材とを具備する、スパウト本体の内周面に該筒状スリーブが実質上その内周面のみを露呈させて埋設された状態に複合スパウトを形成するための射出成形装置において、該スパウトの基端部を成形する該コアー部材の先端部には、該筒状スリーブの一端側の内周面から該コアー部材の先端部側へ向かって、半径方向内方に傾斜する円錐台形状の傾斜面が形成されている。
上記射出成形装置は、該コアー部材の先細りする面が、該筒状スリーブの片端側内周面から延び、該筒状スリーブの片端部から突出した位置まで延在させることができる。
上記射出成形装置は、該コアー部材の基端部には、該筒状スリーブの先端部側において、該筒状スリーブの内周面から該筒状スリーブの軸方向外側に対応する部位にわたって、該筒状スリーブの内周面よりも半径方向内側に窪む凹部を形成することができる。

本発明の複合スパウトは、該スパウトの基端部を構成する該スパウト本体の内周面端部が、基端部の開口端に向かって半径方向内方に傾斜する傾斜面とし、上記複合スパウトは、該傾斜面の一端側は該筒状スリーブの一端側内周面を覆うようにしたので、スリーブの両端部を確実に覆うことができる。その結果、スリーブの機能性樹脂層からガスバリアー材の劣化及び溶出が防止できる。
本発明の射出成形装置は、雄型のコアー部材の先端部には、該コアー部材の基端部側から先端部側へ向かって、半径方向内側に傾斜する傾斜面が形成されているので、スリーブを容易にコアーに装着することができる。

以下、本発明の実施形態における複合スパウト及び複合スパウトを形成する射出成形装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、従来例で説明したスリーブ１０は、図７に示すように本実施の形態のスリーブ１０と同じ構造の接着層を含んで５層からなる多層スリーブ１０であるので、その詳細な説明を省略する。また、複合スパウト１については、排出開口６側を先端部とする。

図１は、本発明に係る複合スパウト１であり、図１のＡは正面図、図１のＢは正面方向から見た断面図、図１のＣは側面方向から見た断面図、図２は複合スパウトに封止キャップを被せた状態の正面方向から見た断面図である。
図に示すように、複合スパウト１は、スパウト本体２とスリーブ１０とから構成されている。複合スパウト１は、スパウト本体２とスリーブ１０とで形成され、内周面側に内容物が流入出するほぼ円柱形状の導管孔３を形成し、その上端部には排出開口６を形成している。
スパウト本体２の外周面側には、排出開口６端側に図２に示す封止キャップ４の雌ねじ４ａが螺着する雄ねじ７がほぼ螺旋状に形成され、雄ねじ７の下部には、封止キャップ４のタンパーエビデントバンド４ｂとの係止部１５、この係止部１５と間隔を空けてフランジ１６が形成されている。フランジ１６は、複合スパウト１の搬送時における把持、支持など機能的な役割を果たす。そして、フランジ１６の下部にはパウチを取付ける取付部１７を形成し、このスパウト本体２の基端側に位置する取付部１７によってパウチと複合スパウト１の接続部のシール性が維持される。

スパウト本体２の内周面には、スリーブ１０が装着されている。スリーブ１０は、軸方向の一端側１０ｅから他端側１０ｆまで同一肉厚であって、スリーブ１０の外周面がスパウト本体２の内孔の内周面に密着されている。スパウト本体２の排出開口６端側に位置するスリーブ１０の他端側１０ｆには、断面が三角形状で導管孔３の中心側に突出する突部８を導管孔３の周方向に環状に形成している。
突部８は、図３のＡに示すように、導管孔３の軸方向と直角に交差する規制面８ａと排出開口６側に向く傾斜面（台形状円錐面若しくはテーパー面）８ｂ、すなわち排出開口６側に向かって広がる傾斜面８ｂが形成されている。

スリーブ１０の他端側１０ｆの内周面には、傾斜面８ｂから連続して延びる付加部９を形成している。付加部９は、スリーブ１０の内周面からスリーブ１０の半径方向内側に突出するように形成され、スリーブ１０の周方向全体に同一断面形状で形成されている。付加部９が形成される位置は、スリーブ１０の他端側１０ｆの端部側の内周面である。
このように、スリーブ１０の他端側１０ｆ及び端面１０ｇは、スパウト本体２の導管孔３、突部８及び付加部９とで袋状に被覆され、スリーブ１０の機能性樹脂層１０ａが、導管孔３の内部空間に露出しないように形成されている。
導管孔３の上部には内周面側に封止キャップ４のシール部４ｅが当接する内周シール面５を形成している。内周シール面５は、複合スパウト１の排出開口６を構成するスパウト本体２の先端部において、スパウト本体２の内周面がスパウト本体２の先端からスリーブ１０の他端側１０ｆの端部の手前まで延び、シール面５とスリーブ１０との間に突部８を介在させている。
封止キャップ４には、キャップの天面壁４ｃの内側にスカート部４ｄに対して間隔を空けてシール部４ｅが形成され、シール部４ｅの外周面がシール面５と接触することにより、シールされる。

スリーブ１０の一端側１０ｅに位置するスパウト本体２には、これと一体的に被覆部２６を形成している。被覆部２６は、図３のＢに示すように、スリーブ１０の一端側１０ｅの内周面からスパウト本体２の取付部１７側の開口端２７に亘って形成されている。被覆部２６は、スリーブ１０の一端側１０ｅを袋状に覆い、被覆部２６の内周面は開口端２７側に向かってスパウト本体２の半径方向内側に減径する円錐台形状の傾斜面２６ａを形成している。
こうして、スパウト本体２の内孔の内周面にスリーブ１０が装着され、スリーブ１０の機能性樹脂層１０ａが、導管孔３の内部空間に露出しないように構成されている。

次に、複合スパウト１を成形する射出成形金型について説明する。
図４は、射出成形金型の雄型２１を示し、雄型２１の基台２３には円柱形状のコアー２２が形成されている。コアー２２は、コアー２２の基台２３側の基端側（なお、複合スパウト１とコアー２２は先端側の位置が逆になる）に位置する大径部２２ａと、コアー２２の先端側に位置する小径部２２ｂと、大径部２２ａと小径部２２ｂとの間に形成された台形円錐状の傾斜面２２ｃ及び付加部形成凹部２５とで構成されている。傾斜面２２ｃは、コアー２２の先端側に向かって半径方向内側へ延びるように傾斜させている。

本実施形態では、コアー２２の大径部２２ａの外径はスリーブ１０の外径に等しく、小径部２２ｂの外径はスリーブ１０の内径と等しく、傾斜面２２ｃの内方端側の位置は、スリーブ１０の内周面より内方の位置にあるのが好ましい。
付加部形成凹部２５は、スパウト本体２の付加部９を形成する部位であり、傾斜面２２ｃに連続して形成されている。また、付加部形成凹部２５は、スリーブ１０の内径及び小径部２２ｂの外径よりも、コアー２２の半径方向内側に括れるようにして形成される。
スリーブ１０をコアー２２に装着したときは、スリーブ１０の内周側に配置され、付加部形成凹部２５の形状は、コアー２２の型抜きが円滑になるよう、弓形状、三角形状及びこれに類似した形状に形成されることが好ましい。
コアー２２の小径部２２ｂの先端部には、円錐台形状の傾斜面２８を形成している。傾斜面２８は、コアー２２の先端に向けて半径方向内側に傾斜するように形成され、スリーブ１０の一端側１０ｅとの関係では、スリーブ１０の一端側１０ｅの端部位置が、スリーブ１０の軸方向に対し、傾斜面２２ｃのほぼ真ん中に対応するように配置されている。
コアー２２の軸方向長さは、スリーブ１０の軸方向長さよりも長く形成され、スリーブ１０の一端側１０ｅの端部から傾斜面２８の先端を突出させている。

図５のＡは、雌型３１を示し、雌型３１は左右に分割できるよう左雌型３１ａと右雌型３１ｂとで形成され、雌型３１の内部にはキャビティ３２が形成され、雌型３１の内周面の形状は、スパウト本体２の外周形状と同一形状に形成されている。図５のＣに示すように、一方の右雌型３１ｂには、キャビティ３２に向けて図示しない射出成形機の射出口と連通するゲート３３が設けられている。上述した雄型２１は、雌型３１のキャビティ３２に対してコアー２２を上下方向へ出し入れできるように進退移動が可能に構成されている。

次に、複合スパウト１の成形工程について説明する。
複合スパウト１は、射出成形機と成形金型を有する射出成形装置によって成形される。図４に示すように、雄型２１のコアー２２にスリーブ１０を装着し、スリーブ１０の他端側１０ｆが傾斜面２２ｃと付加部形成凹部２５との境界部近傍まで差し込まれ、僅かにスリーブ１０の他端側１０ｆの端部と傾斜面２２ｃとの間に、成形時の溶融樹脂が入り込む隙間を形成する。スリーブ１０をコアー２２に差し込む際、コアー２２の先端部に円錐台形状の傾斜面２８を形成したので、スリーブ１０を容易にコアー２２に差し込むことができ、スリーブ１０の装着作業が容易になる。

そして、図５のＡに示すように、コアー２２にスリーブ１０を差し込んだ状態で、コアー２２を雌型３１のキャビティ３２内に配置し、図５のＢに示すように雄雌金型２１，３１を閉じる。
次いで、図５のＣに示すように、ゲート３３から射出成形機で撹拌溶融された樹脂をキャビティ３２に射出する。スリーブ１０の他端側１０ｆの端部と傾斜面２２ｃとの間に、隙間を形成したので、溶融樹脂がコアー２２の付加部形成凹部２５に回りこみやすい。また、スリーブ１０は、溶融樹脂の流動圧を受け、コアー２２の基端側の大径部２２ａ側に移動することがあっても、コアー２２の傾斜面２２ｃによって、スリーブ１０の一定以上の移動が規制される。
なお、スリーブ１０の他端側１０ｆの端部がコアー２２の傾斜面２２ｃ近傍まで移動したときに、スリーブ１０の一端側１０ｅの端部が、コアー２２の先端側の傾斜面２８に対応する位置にくるように、スリーブ１０の長さを設定する必要がある。

このように、射出成形機によって、雌型３１と雄型２１のコアー２２との間に溶融樹脂が充填されることによってスパウト本体２が形成される。スリーブ１０の他端側１０ｆとコアー２２に形成した傾斜面２２ｃとの間には、三角形状の隙間が形成され、その隙間に溶融樹脂が充填されることによってスパウト本体２の突部８が形成される。突部８はスリーブ１０の他端側１０ｆの端面１０ｇと当接する部分が規制面８ａとなり、突部８がコアー２２の傾斜面２２ｃと当接する面が傾斜面８ｂとなって形成される（図５矢視Ｙ及びＺ参照）。
また、スリーブ１０の一端側１０ｅとコアー２２との間の付加部形成凹部２５との間に溶融樹脂が充填されて、スリーブ１０の内周面に付加部９が形成され、スリーブ１０の他端側１０ｆの端部が、付加部９によって袋状に覆われ、スリーブ１０の他端側１０ｆがスパウト本体２から剥離されることが防止される。
この際、スリーブ１０の他端側１０ｆの端部の内外面が強固に接着され、剥離が防止されることになる。

スリーブ１０の一端側１０ｅでは、その端部と傾斜面２８との間に溶融樹脂が充填されて、被覆部２６が形成され、スリーブ１０の一端側１０ｅの端面１０ｉが取付部と被覆部２６とによって袋状に覆われる。
なお、スリーブ１０の一端側１０ｅでは、取付部１７があるので、取付部１７における溶融樹脂に蓄えられた熱によって、或いは射出ゲート３３の近傍であるため、スパウト本体２とスリーブ１０の外周面が溶着されやすいが、溶着不良が生じるような場合に、剥離防止の効果がある。こうして、スリーブ１０の一端側１０ｅ及び他端側１０ｆの端面がスパウト本体２に一体的に被覆される。

溶融樹脂が冷却されて固化されることによって、複合スパウト１が形成される。固化したスパウト本体２は、雌型３１を開くことによって、複合スパウト１を取り出すことができる。スリーブ１０は、スリーブ１０とコアー２２の小径部２２ｂとの間には隙間を形成していないので、これらの間に溶融樹脂は入り込まず、複合スパウト１の内周面に、スリーブ１０の内周面を露出させることができる。
本実施形態では、射出成形時において、スパウト本体２とスリーブ１０との溶着部が、スパウト本体２の薄肉部にあっても、付加部９を形成することによって、付加部９の熱がそれらを溶着するのに充分であるので、より確実にスパウト本体２とスリーブ１０の接触面を溶着することができる。
また、溶融樹脂の流動圧によって、スリーブ１０がコアー２２の軸方向に移動しても、スパウト本体２の成形後は、スリーブ１０の両端面を露出させることのない複合スパウト１の成形が可能になる。よって、複合スパウト１の完成後は、スリーブ１０の機能性樹脂層１０ａから酸素バリアー材等の材料が溶出されることを防止できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、雄型２１のコアー２２の先端部の形状を円錐台形状の傾斜面２８としたが、傾斜面２８に変えて多角錐形状、半球形状にしてもよく、コアー２２の先端部が、少なくとも小径部２２ｂの先端側で段差のない滑らかな形状で先細りに形成されていればよい。
また、上記実施形態で説明した図１に示す複合スパウト１は、スリーブ１０の内周面に突部８、付加部９及び被覆部２６を連続させて環状に形成したが、それらを連続的に形成しないで間隔を空けて形成してもよい。

本発明の実施の形態による複合スパウトであって、Ａは複合スパウトの正面図、Ｂは正面方向から見た断面図、Ｃは側面方向から見た断面図である。 図１に示す複合スパウトに封止キャップを被せた状態の正面方向から見た断面図である。 Ａは、図１のＢの矢視Ｘで示す円内の拡大断面図であり、Ｂは図１のＢの矢視Ｙで示す円内の拡大断面図である。 図１の複合スパウトを形成する射出成形装置の雄型の断面図である。 図１の複合スパウトの射出成形装置による成形工程を示し、Ａは雄型のコアーにスリーブを装着した状態の断面図、Ｂは雄型と雌型を閉じた状態の断面図、Ｃはゲートから金型に溶融樹脂を充填した状態の断面図、Ｄは金型から複合スパウトを取り出した状態の断面図である。 従来例による複合スパウトの断面図である。 本発明及び従来例による複合スパウトのスリーブの斜視図である。 従来の複合スパウトの射出成形装置による成形工程を示し、Ａは雄型のコアーにスリーブを装着した状態の断面図、Ｂは雄型と雌型を閉じた状態の断面図、Ｃはゲートから金型に溶融樹脂を充填した状態の断面図、Ｄは複合スパウトをコアーの軸方向へずれた状態の断面図である。

符号の説明

１ 複合スパウト
２ スパウト本体
８ 突部
８ｂ 傾斜面
９ 付加部
１０ スリーブ
１０ｅ 一端側
１０ｆ 他端側
２１ 雄型
２２ コアー
２２ａ 大径部
２２ｂ 小径部
２２ｃ 傾斜面
２５ 付加部形成凹部
２６ 被覆部
２６ａ 傾斜面
３１ 雌型

Claims (6)

1. 機能性樹脂層が中間層として配設されている筒状スリーブを中子として射出成形型のコアー部材に被嵌した状態でスパウト本体を射出成形することによって、該スパウト本体の内周面に該筒状スリーブが実質上その内周面のみを露呈させて埋設させた形態に成形された複合スパウトにして、
   該スパウト本体の基端部側内周面端部が、基端部の開口端に向かって半径方向内方に傾斜する円錐台形状の傾斜面からなり、該円錐台形状の傾斜面は、該筒状スリーブの一端側の内周面からスパウト本体の基端部側の開口端に亘って形成され、該筒状スリーブの一端側端部を覆っていることを特徴とする複合スパウト。
2. 該スパウトの排出端部を構成する該スパウト本体の先端部において、該スパウト本体には、該筒状スリーブの他端側の内周面を覆う付加部が形成されている、請求項１に記載の複合スパウト。
3. 該スパウトの排出端部を構成する該スパウト本体の先端部において、該スパウト本体の内周面は該スパウト本体の先端から該筒状スリーブの他端側端部の手前まで延びる所定長さのシール領域を形成している、請求項２記載の複合スパウト。
4. 機能性樹脂層が中間層として配設されている筒状スリーブが中子として被嵌される凸状のコアー部材と、該筒状スリーブが被嵌されたコアー部材に対して間隔を空けて囲繞する雌型部材とを具備する、スパウト本体の内周面に該筒状スリーブが実質上その内周面のみを露呈させて埋設された状態に複合スパウトを形成するための射出成形装置において、
   該スパウトの基端部を成形する該コアー部材の先端部には、該筒状スリーブの一端側の内周面から該コアー部材の先端部側へ向かって、半径方向内方に傾斜する円錐台形状の傾斜面が形成されている、ことを特徴とする射出成形装置。
5. 該コアー部材の先細りする面が、該筒状スリーブの片端側内周面から延び、該筒状スリーブの片端部から突出した位置まで延在されている、請求項４に記載の射出成形装置。
6. 該コアー部材の基端部には、該筒状スリーブの先端部側において、該筒状スリーブの内周面から該筒状スリーブの軸方向外側に対応する部位にわたって、該筒状スリーブの内周面よりも半径方向内側に窪む凹部が形成されている、請求項４又は５に記載の射出成形装置。

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