WO2024085198A1 - 注出口栓及びこれを用いた包装容器 - Google Patents

Abstract

高速充填装置を用いて高エネルギー条件で超音波溶着を行った場合でも、溶着箇所におけるピンホールの発生が抑制された注出口栓及びこれを用いた包装容器を提供する。スパウトと、スパウトに螺合によって取り付けられるキャップとを有する注出口栓であって、スパウトは、環状の台座部と、台座部の上端部に接続される筒状の注出部と、台座部の下端部から外方に延伸する平板状のフランジ部とを備え、フランジ部及び台座部の下面は平坦面であり、台座部は、上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有する第１環状部を含む、注出口栓。

Description

注出口栓及びこれを用いた包装容器

　本発明は、注出口栓及びこれを用いた包装容器に関する。

　図６は、従来のスパウトを示す断面図である。

　スパウト７０は、紙容器等の容器本体７７に取り付けられ、内容物を注出するために用いられる部材である。スパウト７０は、紙容器等の容器本体７７に設けられた開口部に嵌め込まれる台座部７１と、台座部７１の上端部に接続される筒状の注出部７２と、台座部７１の下端部から外方に延伸するフランジ部７３と、注出部７２を閉鎖する隔壁７４と、隔壁７４に設けられた薄肉部７５の内側に接続されるプルリング７６とを備える。注出部７２には、螺合により、図示しないキャップが着脱自在に取り付けられる。

　スパウト７０を容器本体７７に溶着するには、まず、図６に示すように、容器本体７７の開口部に注出部７２を先端から挿入し、容器本体７７の台座部７１を開口部に嵌め込む。次に、フランジ部７３の下面を図示しないアンビルで支持し、超音波ホーン７８を容器本体７７の外面に押圧した状態で超音波振動を発生させる。この際、超音波振動は、台座部７１の厚肉部に伝わりやすいため、台座部７１が発熱して軟化する。超音波振動によって台座部７１より上側の部分が上下に振動するため、軟化した台座部７１が伸びて、台座部７１より上側の部分が上方に隆起しやすく、スパウト７０の形状不良に繋がる。

　図７は、特許文献１に記載されている従来のスパウトを示す底面図であり、図８は、図７に示したＶＩＩＩ－ＶＩＩＩラインに沿う断面図である。

　スパウト８０は、紙容器等の容器本体８７に設けられた開口部に嵌め込まれる台座部８１と、台座部８１の上端部に接続される筒状の注出部８２と、台座部８１の下端部から外方に延伸するフランジ部８３と、注出部８２を閉鎖する隔壁８４と、隔壁８４に設けられた薄肉部８５の内側に接続されるプルリング８６とを備える。注出部８２には、螺合により、図示しないキャップが着脱自在に取り付けられる。

　図７及び図８に示すスパウト８０においては、台座部８１の底部に、凹部からなる複数の肉盗み部８９が設けられている。肉盗み部８９は、台座部８１の周方向に一定の間隔を空けて複数設けられており、周方向に隣接する肉盗み部８９の間にリブ９０が形成されている。スパウト８０を容器本体８７に溶着するには、図６で説明した例と同様に、フランジ部８３の下面を図示しないアンビルで支持し、容器本体８７の外面に超音波ホーンを押圧した状態で、超音波振動を発生させる。超音波振動の一部が肉盗み部８９によって吸収されるため、台座部８１の軟化を抑制することができる。また、肉盗み部８９及び放射状のリブ９０のそれぞれを伝播する超音波振動の位相差により、台座部８１より上側の部分に伝わる振動を抑制できる。したがって、図６に示したスパウト７０で生じやすい、台座部より上側の部分の隆起現象を低減することができる。

特開２０１６－０３３０５７号公報

　上述したスパウトの容器本体への溶着は、容器本体に内容物を充填する充填工程の一部として行われる。従来よりも充填速度を向上させた高速充填装置においては、短時間での注出口栓の溶着を可能とするため、高エネルギー（高振幅）での超音波溶着を行う。図７及び図８に示した注出口栓には、複数の肉盗み部及びリブが設けられるため、射出成形時に樹脂の流れが合流する合流点がフランジ部に生じる。この樹脂の合流点にはエアーが残存しやすく、高エネルギー条件で溶着した場合、フランジ部に生じた樹脂の合流点の部分の溶着が不安定となり、溶着箇所にピンホールが発生しやすいという問題があった。

　それ故に、本発明は、高速充填装置を用いて高エネルギー条件で超音波溶着を行った場合でも、溶着箇所におけるピンホールの発生が抑制された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。

　本発明に係る注出口栓は、スパウトと、スパウトに螺合によって取り付けられるキャップとを有するものであって、スパウトは、環状の台座部と、台座部の上端部に接続される筒状の注出部と、台座部の下端部から外方に延伸する平板状のフランジ部とを備え、フランジ部及び台座部の下面は平坦面であり、台座部は、上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有する第１環状部を含む。

　本発明に係る包装容器は、容器本体と、容器本体に取り付けられた、上記の注出口栓とを備える。

　本発明によれば、高速充填装置を用いて高エネルギー条件で超音波溶着を行った場合でも、溶着箇所におけるピンホールの発生が抑制された注出口栓及びこれを用いた包装容器を提供できる。

図１は、第１の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。 図２は、第２の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。 図３は、第３の実施形態に係るスパウトを示す底面図である。 図４は、図３に示したＩＶ－ＩＶラインに沿う断面図である。 図５は、第３の実施形態に係るスパウトの斜視図である。 図６は、従来のスパウトを示す断面図である。 図７は、従来のスパウトを示す底面図である。 図８は、図７に示したＶＩＩＩ－ＶＩＩＩラインに沿う断面図である。 図９は、第４の実施形態に係るスパウトの斜視図である。 図１０は、第５の実施形態に係るスパウトの斜視図である。 図１１は、第６の実施形態に係るスパウトの斜視図である。

　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。尚、以降の図面において、「Ａｘ」は、注出部１２の中心軸である。

　本実施形態に係る注出口栓は、スパウト１０と、スパウト１０に螺合によって取り付けられるキャップ（図示せず）とを備える。スパウト１０は、紙容器やパウチ、チューブ容器等の容器本体８に取り付けられて包装容器を構成する。スパウト１０は、熱可塑性樹脂の射出成形により形成することができ、熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン触媒を用いて重合させた軟質のＬＤＰＥまたはＬＬＤＰＥ、超低密度ＬＤＰＥのいずれか１種、２種以上を混合したブレンド樹脂、２種以上のモノマーの共重合体等を使用することができる。スパウト１０の材料の主成分は、ポリエチレンであることが好ましい。高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）も使用できる。スパウト１０のフランジ部１３と溶着させる容器本体８の最内層も、上述した熱可塑性樹脂で形成されていることが好ましい。

　スパウト１０は、環状の台座部１１と、台座部１１の上端部に接続される筒状の注出部１２と、台座部１１の下端部から外方に延伸する平板状のフランジ部１３と、注出部１２の内部を閉鎖する板状の隔壁１４と、隔壁１４に設けられた薄肉部１５の内側に接続されるプルリング１６とを備える。包装容器の開栓時には、プルリング１６のリング部に指を掛けて引っ張ることにより、相対的に薄肉化された薄肉部１５が引き裂かれ、隔壁１４が注出部１２から分離される。これにより、注出部１２に内容物を注出するための流路が形成される。尚、注出部１２の外周面には、図示しないキャップに設けられた雌ネジを螺合させるための雄ネジが設けられている。

　台座部１１は、スパウト１０のベースとなる部分であり、スパウト１０の容器本体８への溶着時に容器本体８に設けられた開口部に嵌め込まれる。台座部１１は、台座部１１の上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有する第１環状部１と、注出部１２と第１環状部１とに接続され、内径が一定の内周面を有する第２環状部２と、台座部１１の下端側において、第１環状部１に接続され、内径が一定の内周面を有する第３環状部３とを含む。

　本実施形態に係るスパウト１０においては、フランジ部１３及び台座部１１の下面は平坦面であり、図７及び図８に示した肉盗み部８９や放射状のリブ９０は設けられていない。ただし、台座部１１に、上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有する第１環状部１を設けたことにより、台座部１１の樹脂量（肉厚）が低減されている。ここで、図６に示す従来のスパウトのように台座部が厚い構造では、超音波振動を与えた場合に台座部の厚肉部に振動が集中するため、台座部の軟化が進みやすい。これに対して、本実施形態に係るスパウト１０では、第１環状部１にテーパー状の内周面を設けたことにより、台座部１１が薄肉化されているため、台座部１１に超音波振動のエネルギーが集中しにくい。この結果、台座部１１の軟化が進みにくくなり、超音波振動により台座部１１より上側の部分が隆起してしまうことを抑制できる。

　図７及び図８で示したスパウト８０を従来の溶着条件で溶着した場合、肉盗み部による超音波振動の吸収と、肉盗み部８９及びリブ９０による振動抑制により、台座部８１の軟化を抑制し、台座部８１より上側の部分が隆起することを抑制できる。しかしながら、高速充填装置において、高エネルギー条件（例えば、超音波溶着で与えるエネルギー量が１３０Ｊ以上の条件）で超音波溶着を行った場合、フランジ部の溶着箇所にピンホールが発生しやすい。以下、図７及び図８を参照しながら、ピンホールが発生する理由を説明する。

　図７及び図８に示すスパウト８０を射出成形する際、隔壁８４の中央となる位置から金型内に溶融樹脂が注入される。隔壁８４の中央から注入された溶融樹脂が、フランジ部８３の内周部に達した後、肉盗み部８９及びリブ９０で分岐して流動する。分岐した溶融樹脂の流れは、図７のＸ部に矢印で示すように、フランジ部８３の内周部から中央までの間で合流してフランジ部８３の外周側に流れる。樹脂流動が速い場合は、図７のＸ部に矢印で示す合流パターンとなり、樹脂が流れにくい場合は、図７のＹ部に矢印で示す合流パターンとなる。いずれの場合も、合流点では先に流れてきた樹脂と、遅れて流れてきた樹脂とが合流するため、遅れて流れてきた樹脂の先端部に残っていたエアーが抜けず、フランジ部８３の表面近くに圧縮されて残る。この樹脂の合流点が超音波溶着時の溶着箇所またはその近傍にあると、残存するエアーにより接着強度が弱くなり、溶着箇所にピンホールが発生する可能性がある。高エネルギー条件にて短時間で超音波溶着する場合は特にピンホール発生要因となっていた。

　また、容器本体に充填される内容物によっては、スパウト１０に高い強度特性が求められる場合があり、この場合、メルトインデックス（ＭＩ）が２．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の高耐性樹脂を使用する必要がある。しかしながら、ＭＩが低い樹脂は、流動性が悪いため、図７及び図８に示す構造（肉盗み部８９及びリブ９０）を採用した場合、フランジ部８２の内周側で樹脂の合流点が生じやすく、特にピンホールが発生しやすいという問題があった。

　これに対して、本実施形態に係るスパウト１０においては、台座部１１及びフランジ部１３の下面が平坦面であり、肉盗み部８９及びリブ９０のような凹凸構造がないため、射出成形時に、図７のＸ部及びＹ部に示したような樹脂の合流点が発生しない。このため、フランジ部１３にエアーが残存した部分が生じにくく、高エネルギー条件下で超音波溶着を行った場合でも、ピンホールの発生を抑制することが可能となる。また、本実施形態に係るスパウト１０には、フランジ部１３及び台座部１１の下面に樹脂の合流点を生じやすい構造がないため、流動性（ＭＩ）が低い高耐性樹脂を用いた場合でも、超音波溶着時におけるピンホールの発生を抑制することができ、内容物に応じて樹脂の選択の自由度が高い。

　また、従来、冷温下で超音波溶着を行った場合にピンホールが発生しやすかったが、本実施形態に係るスパウト１０の構造を採用することによって、冷温下で超音波溶着を行った場合でもフランジ部１３におけるピンホールの発生を抑制することができる。

　更に、本実施形態に係るスパウト１０においては、射出成型時にフランジ部１３に樹脂の分岐点や合流点が形成されないため、溶着後に溶着箇所にストレス（負荷）が加わった場合でもクラックが発生しにくいという利点もある。

　本実施形態において、台座部１１の第１環状部１の内周面の傾斜角θ（注出部１２の中心軸Ａｘを含む平面に沿った断面状において、第１環状部１の内周面の輪郭線が中心軸Ａｘと直交する直線に対してなす角度）は、３０～７０度であることが好ましい。第１環状部１の内周面の傾斜角θがこの範囲内であれば、台座部１１の薄肉化を図りつつ、中心軸Ａｘ方向の剛性を確保しやすい。

　本実施形態に係るスパウト１０において、内径が一定の内周面を有する第２環状部２及び第３環状部３を省略し、台座部１１の内周面全体をテーパー状としても良い。ただし、第２環状部２及び第３環状部３のいずれか一方を設けた場合、垂直方向（中心軸Ａｘ方向）の荷重に対する強度が向上する。第２環状部２及び第３環状部３の高さは、特に限定されないが、フランジ部１３の厚み以上であることが好ましく。この場合、垂直方向の荷重に対する強度を十分に向上させることができる。

　以上説明したように、本実施形態に係るスパウト１０は、テーパー状の内周面を有する第１環状部１を台座部１１に設け、台座部１１及びフランジ部１３の下面を平坦に形成したことを特徴とする。このように構成することにより、高エネルギー条件で超音波溶着を行った場合でも、台座部１１より上側の部分の隆起現象を抑制し、フランジ部１３にピンホールが発生しにくい注出口栓を実現できる。

　（第２の実施形態）
　図２は、第２の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。以下、本実施形態と第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

　本実施形態に係るスパウト２０の基本的な構成は、第１の実施形態と同じである。ただし、本実施形態に係るスパウト２０は、第１環状部１の内周面とその上側の第２環状部２の内周面とが平面部４を介して接続されている点で、第１の実施形態に係るスパウト１０と異なる。平面部４は、注出部１２の中心軸Ａｘに対して直交する面内にある環状の平坦面である。平面部４の外周縁は第１環状部１の上端縁に接続され、平面部４の内周縁は曲面を介して第２環状部の下端縁に接続されている。このように、第１環状部１と第２環状部２とが平面部４を介して接続された構造とすることで、第１環状部１により台座部１１の薄肉化を図りつつ、第２環状部２の厚みが増すことで台座部１１の剛性を向上させることができる。したがって、超音波溶着時における上下方向（中心軸Ａｘ方向）の振動を抑制し、台座部１１より上側の部分の隆起を更に効果的に防止することができる。

　本実施形態に係るスパウト２０において、台座部１１の外周面には、中心軸Ａｘと直交する環状の平面部５が設けられている。このように構成した場合において、平面部４を含む平面と、平面部５を含む平面との垂直距離ｈは、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。垂直距離ｈを１．０ｍｍ以下とすることにより、台座部１１の第２環状部２の近傍肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。

　（第３の実施形態）
　図３は、第３の実施形態に係るスパウトを示す底面図であり、図４は、図３に示したＩＶ－ＩＶラインに沿う断面図であり、図５は、第３の実施形態に係るスパウトの斜視図である。以下、本実施形態と第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

　本実施形態に係るスパウト３０は、第２の実施形態に係るスパウト２０の台座部１１の内周面に複数のリブ６を設けたものである。

　リブ６の各々は、第１環状部１の内周面から突出するように設けられている。本実施形態では、リブ６の各々は、第１環状部１および第２環状部２を接続する平面部４と、第３環状部３の内周面とを架け渡し、中心軸Ａｘを含む平面に沿った方向に延びるように形成されている。また、複数のリブ６は、台座部１１の周方向に間欠的かつ回転対称となるように配置されており、注出部１２の中心軸Ａｘ方向にスパウト３０を平面視したときに、図３に示すように、放射状に延伸している。台座部１１の内周面に複数のリブを設けることにより、台座部１１の薄肉化を図りつつ、剛性を向上させることができるため、超音波溶着時における振動を抑制することができる。また、スパウト３０の成形後に、注出部１２に図示しないキャップが取り付けられるが、キャッピング時にリブ６が上部からの荷重を受けることができるので、安定したキャッピングが可能となる。

　本実施形態では、台座部１１の内周面に８つのリブ６が設けられているが、リブ６の数は特に限定されない。ただし、キャッピング時に加わる下方向への荷重に対して十分に剛性を向上させる観点で、リブ６の数は３～３６であることが好ましい。台座部１１の内周面の面積に対して、全てのリブ６が占める面積が半分以下となるように、リブ６の数及び大きさを調整する。全てのリブ６が占める面積が、リブ６のない部分の内周面の面積より大きくなると、第１環状部１のテーパー状の内周面によって台座部１１を薄肉化したことの効果が小さくなるため好ましくない。リブ６の数を少なくするほど、リブ６のそれぞれを大きく形成できるので、上下方向の振動抑制に効果的である。一方、リブ６の数を多くするほど、リブ６のそれぞれを小さくする必要があるが、リブ６を伝播する振動と、隣接するリブ６の間に形成される空間を伝播する振動との位相差により振動を相殺する効果が大きくなる。

　中心軸Ａｘを含む断面（図４の拡大図参照）において、台座部１１の内周面の輪郭線の各部の長さに対して、リブ６が占める割合を次の通りとすることが好ましい。平面部４の長さＬ１のうち、リブ６が占める割合は３０～１００％とすることが好ましい。また、第１環状部１の内周面の長さＬ２のうち、リブ６が占める割合は３０～１００％とすることが好ましい。また、第３環状部３の内周面の長さＬ３のうち、リブ６が占める割合は０～１００％とすることが好ましい。つまり、リブ６は、少なくとも第１環状部１の内周面から平面部４の内周面に渡って形成されていれば良い。台座部１１の内周面の輪郭線の長さに対して、リブ６の長さを上記範囲とすることにより、台座部１１の剛性を十分に向上させることができる。

　リブ６の横断面（延伸方向と直交する断面）の形状は、特に限定されず、リブ６の横断面が台形等の四角形状であっても良いし、蒲鉾形状であっても良い。また、リブ６は、曲面を介して台座部１１の内周面に接続されていても良い。更に、リブ６の最上面に平面部が設けられていても良い。

　本実施形態に係るスパウト３０は、台座部１１の内周面に複数のリブ６を備えるため、超音波溶着時の台座部１１の振動を更に抑制することができる。また、複数のリブ６を設けたことにより、上部からの荷重に対する耐性が向上しており、特に台座部１１の下端方向に荷重が掛かりやすいキャッピングの安定性向上に有効である。

　尚、スパウト３０の射出成形時に隔壁１４から樹脂を注入すると、樹脂の一部はリブ６に沿ってフランジ部１３の内周部に流れ、その後、フランジ部１３の内周部から外周部に向かって流動する。リブ６を設けた分だけ、樹脂が流動するルートが複雑となっているが、第１の実施形態と同様に、台座部１１及びフランジ部１３の下面は凹凸のない平坦面となっているため、図７及び図８に示した従来のスパウト８０とは異なり、フランジ部１３に、エアーの残存しやすい樹脂の合流点が生じにくい。したがって、リブ６を設けたとしても、従来のスパウトとは異なり、溶着箇所におけるピンホールの発生が抑制される。

　（第４の実施形態）
　図９は、第４の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。

　本実施形態に係る注出口栓は、スパウト１０’と、スパウト１０’に螺合によって取り付けられるキャップ（図示せず）とを備える。スパウト１０’は、第１の実施形態に係るスパウト１０の隔壁１４とプルリング１６とを省略したものである。スパウト１０’のその他の部分の形状や寸法、角度等は、第１の実施形態に係るスパウト１０と同様である。

　本実施形態に係る台座部１１は、台座部１１の上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有し、注出部１２に接続される第１環状部１と、台座部１１の下端側において、第１環状部１に接続され、内径が一定の内周面を有する第３環状部３とを含む。

　本実施形態に係るスパウト１０’においても、フランジ部１３及び台座部１１の下面は平坦面であり、図７及び図８に示した肉盗み部８９や放射状のリブ９０は設けられていない。したがって、第１の実施形態と同様に、射出成形時に図７のＸ部及びＹ部に示したような樹脂の合流点が発生しない。このため、フランジ部１３にエアーが残存した部分が生じにくく、高エネルギー条件下で超音波溶着を行った場合でも、ピンホールの発生を抑制することが可能となる。

　また、本実施形態のように注出部１２を閉鎖する隔壁がない構成においては、樹脂充填開始位置（金型のゲート位置）を、例えば第１環状部１に設けることができる。本実施形態に係るスパウト１０’には、台座１１の下面に肉盗み部や放射状のリブがないため、樹脂の流動性が向上し、溶着時間を短縮できる。尚、図７及び図８に示した構成において隔壁７４及びプルリング７６を省略した場合、樹脂充填開始位置（金型のゲート位置）は、例えば肉盗み部に設けられる。この場合、樹脂の流動性確保やウエルド対策の観点から肉盗みを小さくする必要があり、高振幅及び高エネルギー条件で溶着しても、溶着に要する時間の短縮に限界があった。本実施形態に係るスパウト１０’には、このような問題が生じないため、射出成形時の樹脂流動性が良好であり、スパウト１０’を容器本体への溶着時間を短縮できる。更に、溶着時間の短縮が可能であるため、超音波溶着装置の出力を抑えることで、安定した包装容器の生産が可能となる。

　本実施形態に係るスパウト１０’においても、内径が一定の内周面を有する第３環状部３を省略し、台座部１１の内周面全体をテーパー状としても良い。ただし、第３環状部３を設けた場合、垂直方向（中心軸Ａｘ方向）の荷重に対する強度が向上する。第３環状部３の高さは、特に限定されないが、フランジ部１３の厚み以上であることが好ましく。この場合、垂直方向の荷重に対する強度を十分に向上させることができる。

　（第５の実施形態）
　図１０は、第５の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。

　本実施形態に係る注出口栓は、スパウト２０’と、スパウト２０’に螺合によって取り付けられるキャップ（図示せず）とを備える。スパウト２０’は、第２の実施形態に係るスパウト２０の隔壁１４とプルリング１６とを省略したものである。スパウト２０’のその他の部分の形状や寸法、角度等は、第２の実施形態に係るスパウト２０と同様である。本実施形態に係るスパウト２０’の基本的な構成は、第４の実施形態に係るスパウト１０’と同様であり、第４の実施形態に係るスパウト１０’で説明した作用効果を奏することができる。

　本実施形態に係る台座部１１は、台座部１１の上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有し、注出部１２に接続される第１環状部１と、台座部１１の下端側において、第１環状部１に接続され、内径が一定の内周面を有する第３環状部３とを含む。本実施形態に係るスパウト２０’においては、第１環状部１の内周面とその上側の注出部１２とが平面部４を介して接続されている。より詳細には、平面部４の外周縁は第１環状部１の上端縁に接続され、平面部４の内周縁は曲面を介して注出部１２の下端縁に接続されている。このように、第１環状部１と注出部１２とが平面部４を介して接続された構造とすることで、第１環状部１により台座部１１の薄肉化を図りつつ、注出部１２と台座部１１との接続部分の厚みが増すことで台座部１１の剛性を向上させることができる。したがって、超音波溶着時における上下方向（中心軸Ａｘ方向）の振動を抑制し、台座部１１より上側の部分の隆起を更に効果的に防止することができる。

　本実施形態に係るスパウト２０’においても、第２の実施形態と同様に、台座部１１の外周面に中心軸Ａｘと直交する環状の平面部５が設けられている。平面部４を含む平面と、平面部５を含む平面との垂直距離ｈは、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、注出部１２と台座部１１との接続部分の肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。

　（第６の実施形態）
　図１１は、第６の実施形態に係るスパウトを示す断面図である。

　本実施形態に係る注出口栓は、スパウト３０’と、スパウト３０’に螺合によって取り付けられるキャップ（図示せず）とを備える。スパウト３０’は、第３の実施形態に係るスパウト３０の隔壁１４とプルリング１６とを省略したものである。スパウト３０’のその他の部分の形状や寸法、角度等は、第３の実施形態に係るスパウト３０と同様である。本実施形態に係るスパウト３０’の基本的な構成は、第５の実施形態に係るスパウト２０’と同様であり、第５の実施形態に係るスパウト２０’で説明した作用効果を奏することができる。

　本実施形態に係るスパウト３０’は、台座部１１の内周面に複数のリブ６を備えるため、超音波溶着時の台座部１１の振動を更に抑制することができる。また、複数のリブ６を設けたことにより、上部からの荷重に対する耐性が向上しており、特に台座部１１の下端方向に荷重が掛かりやすいキャッピングの安定性向上に有効である。

　以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

　（実施例１）
　実施例１として、第３の実施形態（図３～図５）に示した構造のスパウトを、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂を用いて射出成形した。

　比較例１及び２として、図７及び図８に示した構造のスパウトを、ＭＩが１０ｇ／１０ｍｉｎの汎用樹脂及びＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂を用いてそれぞれ射出成形した。

　実施例１、比較例１及び２に係るスパウトにキャップを螺合させて注出口栓としたものを、紙容器に超音波溶着した。この際、超音波ホーンの出力を１００Ｊ～１４０Ｊの間で順に変化させながら複数回溶着を行い、溶着条件が異なる複数の包装容器を作成した。得られた包装容器に水を充填して、溶着箇所からの液漏れの有無を確認した。また、超音波溶着後の注出口栓を目視で観察して、台座部より上側の部分の隆起の有無を確認した。

　表１に、実施例１、比較例１及び２の評価結果を示す。尚、表１において、「○」は液漏れ及び隆起のいずれも発生しなかったことを表し、「×」は液漏れまたは隆起が発生したことを表す。

　表１の比較例１の行に示すように、図７及び図８に示した従来の構造のスパウトでは、ＭＩが１０ｇ／１０ｍｉｎの汎用樹脂を用いた場合、１３０Ｊの出力で超音波溶着を行った場合、溶着箇所からの液漏れが発生した。また、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂を用いた場合は、より弱い１２０Ｊの出力で超音波溶着すると、溶着箇所からの液漏れが発生した。

　これに対して、実施例１に係るスパウトは、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂で成型したものであるが、１４０Ｊの出力で超音波溶着しても、液漏れ及び隆起のいずれも発生せず、高エネルギー条件での溶着耐性を備えていた。この結果より、本発明に係るスパウトの構造は、高速充填装置における短時間かつ高エネルギー（高振幅）条件での超音波溶着に適することが確認された。

　（実施例２～４）
　実施例２、３及び４として、それぞれ第６の実施形態（図１１）、第５の実施形態（図１０）及び第４の実施形態（図９）に示した構造のスパウトを、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂を用いて射出成形した。実施例２において、８本のリブを回転対称に設けた。

　（比較例３）
　比較例３して、図７及び図８に示した構造から隔壁及びプルリングを省略したスパウトを、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂を用いてそれぞれ射出成形した。

　＜同一条件での溶着評価＞
　実施例２～４及び比較例３に係るスパウトにキャップを螺合させて注出口栓としたものを、紙容器に超音波溶着し、包装容器を作成した。この際、超音波ホーンの出力エネルギー量を１３０Ｊ、圧力振幅２８５ｋＰａとした。超音波溶着後の注出口栓を目視で観察して、溶着部のエッジ切れの有無と、台座部より上側の部分の隆起の有無を確認した。溶着部のエッジ切れとは、溶着により樹脂が溶けすぎて、溶着部が薄くなり部分的に切れてしまった状態をいう。一般に、溶着部のエッジ切れは、高出力かつ短時間で溶着を行った場合に生じやすく、ウエルド（樹脂合流部）等が起点となって発生しやすい。

　表２に、実施例２～４及び比較例３に係る注出口栓の溶着時間、超音波溶着装置の消費パワー、溶着部のエッジ切れの有無、台座部より上側の部分の隆起の有無を併せて示す。消費パワーは、超音波溶着装置の定格出力（１００％）に対して、溶着時に設定した出力の割合を表す。定格出力（１００％）で溶着を行うと装置が停止するため、定格出力より低いパワーで装置の運転を行う必要がある。高速充填装置で高エネルギー・高振幅での溶着を行う場合、消費パワーも高くなりやすく、消費パワーが高すぎると、装置が停止死したり、溶着が不安定になったりするという問題が生じる。安定的に包装体を生産するためには、消費パワーを９０％以下とすることが好ましい。尚、表２において、溶着時間は、比較例３との差で表す。

　実施例２～４に係る注出口栓は、高エネルギー・高振幅条件で溶着した場合、比較例３に係る注出口栓と比べて、溶着時間が短縮され、溶着時の消費パワーも低減された。また、比較例２～４に係る注出口栓は、スパウトの溶着部のエッジ切れも、台座部より上側の部分の隆起も発生しなかった。また、第１環状部と筒状部との内面を接続する平坦面や、第１環状部内面のリブを設けたことにより、消費パワーがより低減された。

　これに対して、比較例３に係る注出口栓においては、複数の肉盗み部及び複数のリブを設けたことにより、台座部より上部の隆起は発生しなかったが、高エネルギー・高振幅条件で溶着したため、エッジ切れが発生した。

　＜超音波溶着可能レンジ評価＞
　次に、実施例２～４及び比較例３に係る形状のスパウトを、ＭＩが１．０ｇ／１０ｍｉｎの高耐性樹脂、ＭＩが７．０ｇ／１０ｍｉｎの汎用樹脂、ＭＩが１０．０ｇ／１０ｍｉｎの汎用樹脂をそれぞれ用いて射出成型した。

　成型したスパウトにキャップを螺合させて注出口栓としたものを、紙容器に超音波溶着した。この際、超音波ホーンの出力を１００～１４０Ｊの間で順に変化させながら複数回溶着を行い、溶着条件が異なる複数の包装容器を作成した。得られた包装容器に水を充填して、溶着箇所からの液漏れの有無を確認した。また、超音波溶着後の注出口栓を目視で観察して、台座部より上側の部分の隆起の有無を確認した。

　表３に、実施例２～４及び比較例３の評価結果を示す。尚、表３に記載の数値範囲は、液漏れ及び隆起のいずれも発生しなかったエネルギー量の範囲を表す。１００～１４０Jの全範囲で液漏れ及び隆起が生じなかった場合を「○」と評価し、それ以外の場合を「×」と評価した。

　実施例２～４に係る注出口栓は、樹脂の流動性に関係なく、エネルギー量１００～１４０Ｊの範囲で溶着を行っても、液漏れ及び隆起のいずれも発生しなかった。

　これに対して、比較例３に係る注出口栓は、実施例２～４に係る注出口栓と比べて液漏れまたは隆起を生じさせないエネルギー量の上限値が低く、実施例２～４に係る注出口栓と比べて高エネルギー・高振幅条件での溶着適性が劣っていた。

　このように、実施例２～４に係るスパウトの形状によれば、溶着不良の発生を抑制しつつ、高エネルギー・高振幅条件での溶着により溶着時間を短縮することができる。

　本発明は、紙容器等の包装容器に取り付けられる注出口栓として利用できる。特に、本発明は、樹脂の流動性や超音波溶着条件による影響を受けにくいので、幅広い用途の注出口栓に利用できる。

１　第１環状部
２　第２環状部
３　第３環状部
４　平面部
６　リブ
８　容器本体
１０　スパウト
１１　台座部
１２　注出部
１３　フランジ部
１４　隔壁
１５　薄肉部
１６　プルリング

Claims (7)

1. 　スパウトと、前記スパウトに螺合によって取り付けられるキャップとを有する注出口栓であって、
   　前記スパウトは、
   　　環状の台座部と、
   　　前記台座部の上端部に接続される筒状の注出部と、
   　　前記台座部の下端部から外方に延伸する平板状のフランジ部とを備え、
   　前記フランジ部及び前記台座部の下面は平坦面であり、
   　前記台座部は、前記上端部側から下端部側に向かって内径が広がるテーパー状の内周面を有する第１環状部を含む、注出口栓。
2. 　前記台座部は、
   　　前記筒状部に接続され、内径が一定の内周面を有する第２環状部と、
   　　前記第２環状部に接続される前記第１環状部とを含む、請求項１に記載の注出口栓。
3. 　前記台座部は、
   　　前記台座部の下端側において、前記第１環状部に接続され、内径が一定の内周面を有する第３環状部を含む、請求項２に記載の注出口栓。
4. 　前記第１環状部の内周面と前記第２環状部の内周面とが、前記注出部の中心軸に対して直交する環状の平面部を介して接続される、請求項２に記載の注出口栓。
5. 　前記スパウトは、前記第１環状部の内周面から突出するように設けられる複数のリブを更に備え、
   　前記複数のリブは、前記注出部の中心軸方向に平面視したときに放射状に延び、かつ、前記台座部の周方向に間欠的に配置される、請求項１に記載の注出口栓。
6. 　前記第１環状部の内周面と前記第２環状部の内周面とが、前記注出部の中心軸に対して直交する環状の平面部を介して接続され、
   　前記スパウトは、前記第１環状部の内周面から突出し、前記平面部と前記第３環状部とを架け渡すように設けられる複数のリブを更に備え、
   　前記複数のリブは、前記注出部の中心軸方向に平面視したときに放射状に延び、かつ、前記台座部の周方向に間欠的に配置される、請求項３に記載の注出口栓。
7. 　容器本体と、
   　前記容器本体に取り付けられた、請求項１～６のいずれかに記載の注出口栓とを備える、包装容器。