JP6278931B2 - 注出口栓及び包装容器 - Google Patents

Description

本発明は、注出口栓及び包装容器に関するものである。

飲料、液体調味料、化粧品等の製品の包装容器の注出口にネジ部が形成された注出口栓（スパウト）を設けて、これに螺合可能なネジ部を形成したキャップにより注出口を閉塞する技術が知られている。このような注出口栓及びキャップは、一旦キャップを取り外して開栓した後でも、ネジ部どうしを再び螺合することにより、繰り返してキャッピングが可能である（特許文献１）。

特開２００８−０１８９７１号公報

このような口栓は、包装容器に溶着固定して用いられることが多い。このため、溶着後の、注出口栓と包装容器とのシール性を高める目的から、スパウトの材質には低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ、Ｌ−ＬＤＰＥ）がよく用いられる。このような場合には、キャップの材質には、低密度ポリエチレン樹脂と比較して剛性の高いポリプロピレン樹脂や高密度ポリエチレン樹脂等を用いることで、スパウトとキャップとの間での密封性を高めることができる。

しかしながら、スパウト及びキャップの剛性が異なると、両者に過大なトルクがかかった場合に、剛性の低いスパウトがキャップの内ネジから受けた荷重により内周方向に倒れ込み、内ネジがスパウトのネジ部を乗り越える「オーバーラン」が発生することがある。オーバーランが発生すると、キャップとの螺合が不完全となり、内容液が漏出しやすくなる。また、オーバーランによりスパウトの外ネジの一部がキャップのネジ部により削られることにより、螺合に遊び（隙間）が生じ、注出口栓の密封性能が低下することがある。

本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、キャップ及び口栓本体に過大なトルクがかかった場合であっても、オーバーランの発生を抑えることができる注出口栓及びこれを用いた包装容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、外周面に外ネジが形成された円筒状の側壁を含む口栓本体と、天面と、内周面に内ネジが形成された円筒状の側壁とを含み、口栓本体の側壁の一端である上端側から螺着されるキャップとを備え、口栓本体の側壁の下端には、口栓本体の側壁の下端縁から外方に延伸して設けられた円盤状の第１のフランジ部が形成され、口栓本体の側壁に隣接する第１のフランジ部の上面の位置を第１の位置とし、第１の位置と口栓本体の側壁の上端縁との距離の３分の１以上３分の２以下の距離だけ第１の位置から螺合軸方向に沿って上端縁側に離れた位置を第２の位置とした場合、外ネジは、第１の位置から第２の位置までの範囲の少なくとも一部の範囲に形成されており、かつ、外ネジの最も上端縁側の位置は第２の位置であり、キャップの材質は、ポリプロピレン樹脂又は高密度ポリエチレン樹脂であり、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下であり、口栓本体の材質は、低密度ポリエチレン樹脂であり、曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、口栓本体の側壁の内周面に、口栓本体の側壁内部の上端側と下端側とを隔てる隔壁と、隔壁及び口栓本体の側壁を接続する肉厚部とが形成され、外ネジの下端は、口栓本体の側壁の肉厚部に対向する位置に形成され、口栓本体の側壁の上端から、径が広がる方向に延びる第２のフランジ部が形成され、キャップが口栓本体の側壁と螺着した状態において、口栓本体の側壁の上端及び第２のフランジ部の上面は、キャップの天面の内面に全周に亘って面接触し、かつ、第２のフランジ部の外周縁は、キャップの側壁の内周面に接触している、注出口栓である。

また、本発明の他の局面は、容器本体と、容器本体に取り付けられた上述の注出口栓とを含む、包装容器である。

本発明により、キャップ及び口栓本体に過大なトルクがかかった場合であっても、オーバーランの発生を抑えることができる注出口栓及びこれを用いた包装容器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る注出口栓を示す断面図 本発明の実施形態に係る包装容器を示す斜視図

本発明の実施形態に係る注出口栓３及び包装容器５について、図１及び２を参照して説明する。なお、本明細書中において、「螺合」とは、キャップと口栓本体の側壁とのネジ山どうしをかみ合わせて、これらを相対的に円周方向に回転させることで両者を嵌合することをいう。また、「螺合軸」とは、ネジ山の形成する円周の中心上にあって、キャップと口栓本体の側壁とを螺合するに際してキャップが移動する方向に延びる、架空の線のことをいう。また、「螺着」とは、キャップを口栓本体の側壁に、螺合によって取り付けることをいう。

図１には、キャップ２を螺合した状態の注出口栓３の断面図（ａ）と、その要部拡大図（ｂ）を示す。口栓本体１は、円筒状の側壁１１と、側壁１１の外周面１６に形成された外ネジ１２と、側壁１１の下端に形成され、側壁１１内部の上端側と下端側とを隔てる隔壁１４と、側壁１１の下端に形成されたフランジ部１５とを有する。ここで、側壁１１の上端とは、キャップ２が螺着される側（図１では紙面上方）の一端をいう。

外ネジ１２は、キャップ２の内ネジ２２と螺合するように、口栓本体１の側壁１１の外周面１６にらせん状に形成される。１条ネジであっても、多条ネジであってもよい。

隔壁１４は、側壁１１の下端に側壁１１内部の上端側と下端側とを隔てるように形成される。また、隔壁１４はプルリング１３を備える。注出口栓３の使用者は、プルリング１３を使って隔壁１４を引き抜くことで、側壁１１の上端側と下端側とを連通させて開口することができる。

フランジ部１５は、図２に示す容器本体４と、容器本体４に取り付けられた注出口栓３とを含む包装容器５を製造する際に、容器本体４と注出口栓３との接合箇所となる。接合方法には、超音波溶着等の周知の技術を用いることができる。

キャップ２は、円筒状の側壁２１と、側壁２１の内周面２３に形成された、口栓本体１の側壁１１と螺合する内ネジ２２とを有する。また、キャップ２は、口栓本体１と螺着した状態において、口栓本体１の側壁１１の内周面に嵌合して、側壁１１を密封するインナーリング２４を有する。また、インナーリング２４と側壁２１との間には、口栓本体１の側壁１１の上端部分が全周にわたって面接触する領域である当接部２５が設けられ、より高い密封性が得られる。当接部２５は、螺着状態において側壁１１の上端部分やその近傍が全周にわたって当接すればよく、キャップ２においてインナーリング２４の外周面、側壁２１の内周面の上端寄りの部分や、これらに挟まれる天面部分のいずれに設けられてもよい。

図１の（ｂ）に示すように、外ネジ１２の形成される範囲（Ｌ２）は、口栓本体１の螺合軸方向に沿って、側壁１１のフランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離（Ｌ１）の３分の１以上３分の２以下の距離までの範囲である。なお、側壁１１のフランジ部１５との接続位置とは、フランジ１５の上面の位置であり、図１に示すように、キャップ２の側壁２１の下端に対向する部分の上面の高さがその外方の上面の高さより高い場合は、高い方の部分である、側壁２１の下端に対向する部分の上面の位置をいう。また、外ネジ１２が形成される下端位置は、厳密に側壁１１のフランジ部１５との接続位置でなくてもよい。例えば内ネジ２２と係合しえない範囲の外ネジ１２は、当然形成しなくてもよく、この場合、外ネジ１２の下端位置はフランジ１５との接続位置からネジ山の１ピッチ分程度上方であってもよい。

外ネジ１２、内ネジ２２が互いを乗り越えるオーバーランは、口栓本体１の剛性がキャップ２の剛性より低い場合は、内ネジ２２が内側に向かって押し込まれることによって発生しやすく、逆に高い場合は、キャップ２が外側に向かって押し広げられることによって発生しやすい。オーバーランを抑制するため、口栓本体１およびキャップ２の剛性を以下のように設定することが好ましい。例えば、キャップ２に用いられる材質の剛性は、口栓本体１の側壁１１に用いられる材質の剛性よりも高くてもよい。例えば、キャップ２の材質には、ポリプロピレン樹脂又は高密度ポリエチレン樹脂を、口栓本体１の側壁１１には、低密度ポリエチレン樹脂を用いることができる。また、キャップ２の材質の曲げ弾性率は、例えば１０００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下とし、口栓本体１の側壁１１の材質の曲げ弾性率は、例えば１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下とすることが好ましい。キャップ２の材質の曲げ弾性率が、１０００ＭＰａ未満であると、変形しやすいため、キャップ２に過大な回転荷重がかかった場合に、内ネジ２２の径が広がって、内ネジ２２が外ネジ１２を乗り越えて、オーバーランが発生しやすくなる。また、１５００ＭＰａより大きいと、インナーリング２４が弾性変形しにくく、クリープ変形するため密封性が低下する。口栓本体１の側壁１１の材質の曲げ弾性率が、１００ＭＰａ未満であると、変形しやすいため、内ネジ２２が口栓本体１の側壁１１を内側へ向かって押し込んで、内ネジ２２が外ネジ１２を乗り越えて、オーバーランが発生しやすくなる。また、２００ＭＰａより大きいと、変形しにくく強度が生じ、プルリング１３を使って隔壁１４を引き抜いて開口することが困難になる。

外ネジ１２を、側壁１１のフランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離（Ｌ１）の３分の１以上３分の２以下の距離までの範囲に設けることによって、すなわち、フランジ部１５や隔壁１４によって剛性が高くなっている側壁１１の下部寄りの部分を含む範囲に設けることによって、内ネジ２２によって外ネジ１２が押されても、側壁１１が内側に変形しにくくすることができ、オーバーランを発生しにくくすることができる。

外ネジ１２の形成される範囲が、側壁１１のフランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と側壁１１の上端縁との距離（Ｌ１）の３分の１未満である場合、キャップ２の内ネジ２２とは、径が広がりやすいキャップ２の下端部分のみで係合することになり、また、外ネジ１２の巻き数が少なくなり、十分な係合が得られにくい。また、外ネジ１２の形成される範囲が、側壁１１のフランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と側壁１１の上端縁との距離（Ｌ１）の３分の２より大きい場合、側壁１１の外ネジ１２が形成されていない部分が短くなり、キャップ２を口栓本体１に挿入する際に、キャップ２の回転軸とネジの螺合軸とを一致させるガイドとしての機能を果たさなくなり、ネジを正しく係合させにくくなる。

また、射出成型で製造される口栓本体１は、金型からの抜けを向上するため、テーパが、側壁１１の上端から下端に向かって広がるようにつけられてもよい。このため、側壁１１の厚みは、上端より下端が大きくなり、側壁１１の剛性は、下端側がより大きい。したがって、テーパを設けた場合、口栓本体１の外ネジ１２を上述の範囲に形成することで、テーパによっても、オーバーランの発生を抑える効果が得られる。なお、キャップ２にも同様に上端から下端に向かって径が広がるテーパが設けられてもよい。この場合でも、外ネジ１２の形成される範囲が、側壁１１のフランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と側壁１１の上端縁との距離（Ｌ１）の３分の１以上であれば、十分にネジがかみ合い、オーバーランの発生を抑えることができる。

また、従来技術に係る注出口栓では、側壁の剛性を高めてオーバーランを抑えるために、側壁への外ネジの巻き数を増やす方法も採られていた。しかしながら、本実施形態では、外ネジ１２を上述の範囲に形成することで、オーバーランの発生を抑えることができるため、外ネジ１２の側壁への巻き数を、従来よりも減らすことができる。このため、注出口栓３の使用者は、従来の注出口栓と比較して、より少ない回転数で容易にキャップ２の螺合及び取り外しをすることができる。

また、側壁１１の上端側には、外ネジ１２の形成されていない領域が増える。この結果、当該領域がキャップ２を嵌める際のガイドとなって、螺合軸に沿ったキャップ２の螺着・螺合が容易になる。また、当該領域に内容液が付着した場合であってもこれを拭き取りやすくなる。

（実施例１）
本発明の実施例１は、図１の（ａ）に断面図を示す注出口栓１である。実施例１は、外ネジ１２は、フランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離の６０％の高さまでの範囲に形成されている。なお、キャップ２は、曲げ弾性率１４７０ＭＰａのポリプロピレンを用い、口栓本体１は、曲げ弾性率１２０ＭＰａの低密度ポリエチレンを用いた。

（実施例２）
実施例２は、実施例１において外ネジ１２の形成範囲を変更し、フランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離の５８．７％の高さまでの範囲に形成したものである。なお、上述のＬ１を１２．７０ｍｍ、Ｌ２を７．４５ｍｍとした。

（実施例３）
実施例３は、実施例１において外ネジ１２の形成範囲を変更し、フランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離の５５％の高さまでの範囲に形成したものである。なお、上述のＬ１を１４．３４ｍｍ、Ｌ２を７．８９ｍｍとした。

（比較例１）
比較例１は、実施例１において外ネジ１２の形成範囲を変更し、フランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離の７０％の高さまでの範囲に形成したものである。

（比較例２）
比較例２は、実施例１において外ネジ１２の形成範囲を変更し、フランジ部１５との接続位置から、当該接続位置と上端縁との距離の７５％の高さまでの範囲に形成したものである。

（オーバーラン発生トルク値の測定）
実施例１〜３、比較例１及び２を用いて、オーバーランが発生するトルクを測定した。それぞれ、未使用状態の側壁にキャップを螺合して、オーバーランが発生するまで回転荷重を加えた（１回目）。オーバーランが発生すると、キャップの螺合を緩め、再びオーバーランが発生するまで回転荷重を加えた（２回目）。これを１０個の注出口栓のサンプルについて行った測定結果を、表１に示す。

測定結果より、実施例１〜３は、比較例１及び２と比較して、初回にオーバーランの発生するトルクが大きいこと、すなわち、オーバーランが発生しにくいことが確認できた。また、いずれの場合にも、２回目のオーバーランが発生するトルクが低下する傾向が見られるが、実施例１〜３は、比較例２と比較してその低下量が少なく、また、トルクの値は比較例１、２と同程度であり、比較例１、２と比べてオーバーランが発生しやすくなることがないことが確認できた。

（オーバーラン発生時の液漏れ評価）
実施例１〜３、比較例１及び２を取り付けた包装容器を用いて、オーバーラン発生後の内容液の漏れ性能についての評価を行った。実施例１〜３、比較例１及び２に係る口栓本体の隔壁を取り除き、包装容器に水１．８リットルを充填した後、それぞれの側壁に螺合したキャップにオーバーランが発生するまで回転荷重を加えた。オーバーランが発生した時点で荷重を加えるのをやめ、そのままで包装容器の注出口栓及びキャップを下に向けて、水漏れの有無を確認した。その後、キャップの螺合を緩めた後、、今度はオーバーランが発生しない回転荷重を加えてキャップを螺合し、キャップを螺合した状態のままで包装容器の注出口栓及びキャップを下に向けて、水漏れの有無を確認した。評価結果を、表２に示す。

評価結果より、比較例１及び２では、オーバーランが発生した状態では、全ケースで水漏れを防ぐことができなかったのに対して、実施例１〜３では、オーバーランが発生した状態でも側壁の変形が小さく、１６ケース中７ケースは水漏れを防ぐことができており、密封性が向上していることが確認できた。また、キャップを締め直すことにより、実施例、比較例１、２ともに全ケースで水漏れを防ぐことができ、実施例が従来品に比べてオーバーラン後の締め直しによって同程度の密封性を維持できることも確認できた。

本発明は、紙製包装容器、ペットボトル、ビン、フレキシブル包装容器等の各種包装容器の注出口栓に用いることができる。

１ 口栓本体
１１ 側壁
１２ 外ネジ
１３ プルリング
１４ 隔壁
１５ フランジ部
１６ 外周面
２ キャップ
２１ 側壁
２２ 内ネジ
２３ 内周面
２４ インナーリング
２５ 当接部
３ 注出口栓
４ 容器本体
５ 包装容器

Claims (4)

1. 外周面に外ネジが形成された円筒状の側壁を含む口栓本体と、
   天面と、内周面に内ネジが形成された円筒状の側壁とを含み、前記口栓本体の側壁の一端である上端側から螺着されるキャップとを備え、
   前記口栓本体の側壁の下端には、前記口栓本体の側壁の下端縁から外方に延伸して設けられた円盤状の第１のフランジ部が形成され、
   前記口栓本体の側壁に隣接する前記第１のフランジ部の上面の位置を第１の位置とし、前記第１の位置と前記口栓本体の側壁の上端縁との距離の３分の１以上３分の２以下の距離だけ前記第１の位置から螺合軸方向に沿って前記上端縁側に離れた位置を第２の位置とした場合、前記外ネジは、前記第１の位置から前記第２の位置までの範囲の少なくとも一部の範囲に形成されており、かつ、前記外ネジの最も前記上端縁側の位置は前記第２の位置であり、
   前記キャップの材質は、ポリプロピレン樹脂又は高密度ポリエチレン樹脂であり、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下であり、
   前記口栓本体の材質は、低密度ポリエチレン樹脂であり、曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であり、
   前記口栓本体の側壁の内周面に、前記口栓本体の側壁内部の上端側と下端側とを隔てる隔壁と、前記隔壁及び前記口栓本体の側壁を接続する肉厚部とが形成され、
   前記外ネジの下端は、前記口栓本体の側壁の前記肉厚部に対向する位置に形成され、
   前記口栓本体の側壁の上端から、径が広がる方向に延びる第２のフランジ部が形成され、
   前記キャップが前記口栓本体の側壁と螺着した状態において、前記口栓本体の側壁の上端及び前記第２のフランジ部の上面は、前記キャップの天面の内面に全周に亘って面接触し、かつ、前記第２のフランジ部の外周縁は、前記キャップの側壁の内周面に接触している、注出口栓。
2. 前記キャップは、前記口栓本体の側壁と螺着した状態において、前記口栓本体の側壁の内周面に嵌合して、前記口栓本体の側壁を密封するインナーリングを有し、
   前記口栓本体の側壁の上端部分は、前記キャップが前記口栓本体の側壁と螺着した状態において、前記インナーリングと前記キャップの側壁との間において、全周にわたって前記キャップに面接触する、請求項１に記載の注出口栓。
3. 前記口栓本体の側壁および前記キャップの側壁の少なくとも一方は、上端から下端に向かって径が広がるテーパが形成されている、請求項１または２に記載の注出口栓。
4. 容器本体と、
   前記容器本体に取り付けられた請求項１〜３のいずれかに記載の注出口栓とを含む、包装容器。

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