(57)【要約】【課題】注出口のフランジ部１ａを、バリアフィルム４Ａに割れや剥がれを生じることなく容器２に超音波シールして取り付ける技術を提供する。【解決手段】注出口１Ａに設けるバリアフィルム４Ａの外径を、その外周縁４Ａａが、フランジ部１ａを容器に超音波シールする環状のシール領域１０内に位置するように設定しておき、フランジ部１ａの、バリアフィルム外周縁４Ａａを含む環状の領域に超音波ホーン９のシール作用面９ａを押し当てて超音波シールする構成とする。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部と、そのフランジ部から直立するように形成された筒状のノズル部と、そのノズル部を閉じる口壁と、その口壁を容易に開封しうるように形成されたスコア部と、該スコア部を開封するために前記口壁に連結されたプルリングと、前記口壁及びフランジ部の裏面に一体化して設けられたバリアフィルムとを備えたフィルムインサート注出口を備えたフィルムインサート注出口付容器において、前記注出口は、そのフランジ部を容器内面に押し当て且つ該フランジ部の、前記バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域を前記容器内面に対して超音波シールして取り付けられていることを特徴とするフィルムインサート注出口付容器。
【請求項２】
フランジ部と、そのフランジ部から直立するように形成された筒状のノズル部と、そのノズル部を閉じる口壁と、その口壁を容易に開封しうるように形成されたスコア部と、該スコア部を開封するために前記口壁に連結されたプルリングと、前記口壁及びフランジ部の裏面に一体化して設けられたバリアフィルムとを備えたフィルムインサート注出口を容器に取り付ける方法であって、前記注出口のフランジ部を容器内面に押し当て、該フランジ部の、前記バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域に超音波ホーンにより超音波振動を加えて超音波シールすることを特徴とするフィルムインサート注出口の取付方法。
【請求項３】
前記注出口に設けているバリアフィルムの外径Ｄを、超音波シールに用いる超音波ホーンの環状のシール作用面の内径Ｄ１　、幅Ｗに対して、
Ｄ１　＋０．０５Ｗ×２≦Ｄ≦Ｄ１　＋０．９５Ｗ×２
の関係となるように定めておくことを特徴とする請求項２記載のフィルムインサート注出口の取付方法。
【請求項４】
フランジ部と、そのフランジ部から直立するように形成された筒状のノズル部と、そのノズル部を閉じる口壁と、その口壁を容易に開封しうるように形成されたスコア部と、該スコア部を開封するために前記口壁に連結されたプルリングと、前記口壁及びフランジ部の裏面に一体化して設けられたバリアフィルムとを備えたフィルムインサート注出口において、前記バリアフィルムの外周縁を、前記フランジ部の、容器に対する超音波シールに供する環状の領域内に位置させていることを特徴とするフィルムインサート注出口。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛乳、ジュース、酒などの液体を収容するための紙製の容器に関し、特に、ガスバリア性の高いフィルム（金属箔を含む）を樹脂と一体に成形してなるフィルムインサート注出口を取り付けた構成の注出口付容器並びにその注出口の容器に対する取付方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、紙製の容器に樹脂製の注出口を取り付けた注出口付容器が広く使用されている。ここで用いる注出口は多くの場合、ポリエチレンの射出成形によって作られていた。ところが、容器の内容物によっては、ポリエチレン製の注出口ではガスバリア性が不足し、更に高いガスバリア性を要求される場合があった。そこで、樹脂製の注出口のガスバリア性を向上させるため、注出口の口壁及びフランジ部の裏面に、アルミ箔等のガスバリア性の高いフィルム（以下バリアフィルムという）を、インサート成形によって一体化して取り付けた注出口が開発され、使用されている。図７はインサート成形によって作られた従来のフィルムインサート注出口１を紙製の容器２に取り付けた状態で且つキャップ３を取り付けた状態で示すものである。この注出口１は、容器２に取り付けるためのフランジ部１ａと、そのフランジ部１ａから直立するように形成された筒状のノズル部１ｂと、そのノズル部１ｂを閉じる口壁１ｃと、その口壁１ｃ及びフランジ部１ａの裏面側に配置されたガスバリア性の高いバリアフィルム４と、口壁１ｃを容易に開封しうるように、口壁１ｃの表面側に無端状に形成された深い溝状の表スコア５ａと下面側に形成された浅い溝状の裏スコア５ｂとからなるスコア部５と、該スコア部５を開封するために口壁１ｃに支柱１ｄを介して連結されたプルリング１ｅとを備えている。このフィルムインサート注出口１を容器２に取り付けるには、注出口１のノズル部１ｂにキャップ３を取り付けた状態で、そのキャップ３及びノズル部１ｂを容器２（組み立て後でも、組み立て前でもよい）の取付穴７に容器内側から通し、フランジ部１ａを容器内面に押し当て、フランジ部１ａの下面をアンビル（図示せず）で支え、容器２の外面から、環状のシール作用面９ａを備えた超音波ホーン９を押し当て、超音波シールしていた。図中、符号１０は超音波シールにより形成されたシール領域である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフィルムインサート注出口１では、図８に拡大して示すように、バリアフィルム４の外径Ｄが超音波ホーン９のシール作用面９ａの外径Ｄ２　よりも大きいため、超音波シール時に、超音波ホーン９のシール作用面９ａの外周縁９ｂが押し当てられる位置Ａでアルミ箔等のバリアフィルム４に割れが生じることがあるという問題があった。また、バリアフィルム４の外周縁４ａが剥がれ、その端面（例えば、アルミ箔を利用したものではアルミ端面）が露出して不衛生となるといった問題もあった。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、フィルムインサート注出口に設けているバリアフィルム４に割れや剥がれを生じることなく容器に取り付けた構成のフィルムインサート注出口付容器並びに、フィルムインサート注出口を、バリアフィルム４に割れや剥がれを生じることなく容器に取り付けることを可能とするフィルムインサート注出口の取付方法、及びそれに用いる注出口を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、超音波シール時に生じるバリアフィルムの割れや外周縁の剥がれを防止すべく検討の結果、バリアフィルムの外周縁を、超音波ホーンのシール作用面で加圧し且つ超音波振動を与える領域内に位置させておくことで、これらの問題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明に係るフィルムインサート注出口付容器は、口壁及びフランジ部の裏面に一体化して設けられたバリアフィルムを備えたフィルムインサート注出口を、そのフランジ部を容器内面に押し当て且つ該フランジ部の、前記バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域を容器内面に対して超音波シールして取り付けた構成としたものである。また、本発明に係るフィルムインサート注出口の取付方法は、注出口のフランジ部を容器内面に押し当て、該フランジ部の、バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域に超音波ホーンにより超音波振動を加えて超音波シールするという構成としたものである。また、本発明の注出口は、バリアフィルムの外周縁を、フランジ部の、容器に対する超音波シールに供する環状の領域内に位置させるという構成としたものである。このように、フランジ部の、バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域を超音波シールする構成としたことで、バリアフィルムに割れが生じるとか、バリアフィルムの外縁部が剥がれて端面が露出するということを防止でき、更には、その影響におけるスコア切れも防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るフィルムインサート注出口付容器２の概略斜視図、図２はそのフィルムインサート注出口付容器２の注出口取付領域を示す概略断面図、図３はその注出口取付領域の裏面図、図４はフィルムインサート注出口を容器に取り付ける状態を説明する概略断面図であり、図７、図８に示す従来例と同一又は同様な部品には同一符号を付している。図１において、この実施の形態に係る容器２は、頂部の斜面部に、キャップ３を取り付けた注出口１Ａが取り付けられている。この注出口１Ａは、図２、図３に示すように、容器２に取り付けるためのフランジ部１ａと、そのフランジ部１ａから直立するように形成された筒状のノズル部１ｂと、そのノズル部１ｂを閉じる口壁１ｃと、その口壁１ｃ及びフランジ部１ａの裏面側に一体化して設けられたアルミ箔等のガスバリア性の高いバリアフィルム４Ａと、口壁１ｃを容易に開封しうるように、口壁１ｃの表面側に無端状に形成された深い溝状の表スコア５ａと下面側に形成された浅い溝状の裏スコア５ｂとからなるスコア部５と、該スコア部５を開封するために口壁１ｃに支柱１ｄを介して連結されたプルリング１ｅとを備えている。そして、この注出口１Ａを容器２に取り付けるには、図４に示すように、ノズル部１ｂにキャップ３を取り付けた状態で、そのキャップ３及びノズル部１ｂを容器２（組み立て後でも、組み立て前でもよい）の取付穴７に容器内側から通し、フランジ部１ａを容器内面に押し当て、フランジ部１ａの下面をアンビル１１で支え、容器２の外面から、環状のシール作用面９ａを備えた超音波ホーン９を押し当て、超音波シールする。かくして、フランジ部１ａと容器２とは、図２、図３に示すように、超音波シールにより形成されたシール領域１０によって互いに溶着することとなる。
【０００７】
ここで、本発明の実施の形態に係る注出口１Ａでは、図５に拡大して示すように、注出口１Ａの裏面に配するバリアフィルム４Ａの外周縁４Ａａを、従来とは異なり、フランジ部１ａの、容器に対する超音波シールに供する環状の領域内に位置させている。すなわち、バリアフィルム４Ａの外径Ｄを、超音波ホーン９の環状のシール作用面９ａの外径よりも小さく且つシール作用面９ａの内径Ｄ１　よりは大きく設定している。これにより、超音波ホーン９を押し当てて超音波シールする際、バリアフィルム４Ａの外周縁４Ａａが、シール作用面９ａを押し当てる環状の領域内に位置することとなり、従って、バリアフィルム４Ａの外周縁４Ａａがアンビルと超音波ホーンによって加圧された状態でフランジ部１ａと容器２の超音波シールが行われる。このようにバリアフィルム４Ａの外周縁４Ａａをアンビルと超音波ホーンによって加圧した状態で超音波振動を加えることで、外周縁４Ａａが樹脂部から剥がれることがなく、また、割れや破断が生じることもない。かくして、容器２に取り付けた後の注出口１Ａはバリアフィルム４Ａによる優れたバリア特性を発揮でき、この注出口１Ａを取り付けた容器２は優れたガスバリア性を有している。
【０００８】
なお、図８に示す従来の注出口１に生じていたバリアフィルム４の割れや外周縁の剥がれを防止するには、図６に示すバリアフィルム４Ｂのように、その外径Ｄを、超音波ホーン９のシール作用面９ａの内径Ｄ１　よりも小さくすることも考えられる。ところが、この場合には、超音波シール時にバリアフィルム４Ｂの外周縁４Ｂａが拘束されていないため、フランジ部１ａに付与する超音波振動によってバリアフィルム４Ｂの外周縁４Ｂａが剥がれることがあり、また、フィルムの構成によってはフィルムとフィルムの間で層間剥離を起こし、バリアフィルム端面が露出して不衛生となることがある。また、バリアフィルム４Ｂの外周縁の剥がれが内側にも伝わり、スコア部５のバリアフィルム４Ｂが剥がれて切れることもあり、スコア部にピンホールを発生したり、そのフィルムの部分だけの切れを起こすこともある。従って、本発明では、バリアフィルムの外径Ｄを超音波ホーンのシール作用面９ａの内径Ｄ１　よりも大きくして、バリアフィルムの外周縁がシール作用面で加圧される領域内に位置させておく。
【０００９】
上記したように、バリアフィルムに割れや外周縁の剥がれを生じることなくフランジ部を容器に超音波シールするには、バリアフィルムの外周縁を超音波ホーンのシール作用面で加圧される領域内に位置させることが必要である。従って、本発明に使用するバリアフィルムは、その外径を超音波ホーン９のシール作用面９ａの内径よりも大きく且つ外径よりも小さく設定しておけばよい。しかしながら、実施に当たっては、製造誤差等を考慮しておくことが望ましい。すなわち、実際の超音波シールに当たっては、図５において、超音波ホーン９のシール作用面９ａと、注出口１Ａに設けているバリアフィルム４Ａとが必ずしも正確に同心状になるとは限らず、多少の偏心が生じてしまうので、多少の偏心が生じても、バリアフィルムの外周縁を超音波ホーンのシール作用面で加圧される領域内に位置させることができるよう、バリアフィルム４Ａの外径をシール作用面９ａの内径よりも適度に大きく且つ外径よりも適度に小さく設定することが好ましい。具体的には、シール作用面９ａの幅Ｗの５％程度の余裕を見ておけばよい。従ってバリアフィルム４Ａの外径Ｄは、超音波ホーン９のシール作用面９ａの内径Ｄ１　、幅Ｗに対して、
Ｄ１　＋０．０５Ｗ×２≦Ｄ≦Ｄ１　＋０．９５Ｗ×２
の関係となるように定めておくことが好ましい。
【００１０】
なお、以上の実施の形態では、図３に示すように、環状のシール領域１０を円形とし、バリアフィルムも円形としているが、本発明は必ずしも円形に限らず、楕円形、Ｄ状等、適宜変更してもよい。その場合においても、バリアフィルムの外周縁が、シール領域内に位置するようにすればよい。更に、上記の実施の形態では、注出口１Ａのフランジ部１ａを円形としているが、この形状も円形に限らず、円周の一部を直線状にカットした形状、或いはＤ形状等、適宜変更可能である。更に、注出口１Ａに設けるスコア部５が裏スコア５ｄを備えた構成としているが、裏スコア５ｄは省略してもよい。
【００１１】
【実施例】
インサート材として、厚さ２０μのアルミ箔の両面をポリエチレン２０μｍで被覆したバリアフィルムを用意し、それを直径３２ｍｍの円状に切り抜いてバリアフィルム４Ａとした。そのバリアフィルム４Ａを金型内にセットし、低密度ポリエチレン樹脂を射出成形機を用いて金型内に射出し、インサート成形を行って、図２に示す形状の注出口１Ａを作成した。
【００１２】
比較例１として、直径３４ｍｍの円形のバリアフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして注出口を作成した。また比較例２として、直径３０ｍｍの円形のバリアフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして注出口を作成した。
【００１３】
実施例及び比較例１、２の注出口の各サンプル５０個を１０°Ｃに冷却後、超音波溶接機（日本エマソン株式会社製９２０ＭＡ、超音波ホーンのシール作用面９ａの内径＝３１ｍｍ、外径＝３３ｍｍ）を用いて、紙容器に超音波シールして取り付けた。ここで、注出口を冷却したのは、バリアフィルムに割れや剥がれを生じやすくするためである。注出口の取り付け後、目視によりアルミ端面の露出の有無、アルミ割れの有無、スコア切れの有無を判定した。各サンプルの試験結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表１より明らかなように、比較例１（バリアフィルムの外周縁が超音波ホーンのシール作用面よりも外側に位置するもの）では図８に示すＡ点でのアルミ割れが多発した。また、アルミ端面の露出も少数ではあるが見られた。一方、比較例２（バリアフィルムの外周縁が超音波ホーンのシール作用面よりも内側に位置するもの）ではアルミ割れは生じないものの、アルミ端面の露出やスコア切れが多発した。これに対し、実施例のものは、アルミ端面の露出、アルミ割れ、スコア切れのいずれも発生せず、良好に超音波シールを行うことができた。
【００１６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のフィルムインサート注出口付容器は、フィルムインサート注出口を、そのフランジ部を容器内面に押し当て且つ該フランジ部の、バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域を前記容器内面に対して超音波シールして取り付けた構成としたことにより、注出口に設けているバリアフィルムに割れが生じるとか、外周縁の剥がれが生じて端面が露出すると言ったことがなく、優れたバリア性を発揮できるという効果を有している。また、本発明のフィルムインサート注出口の取付方法は、注出口のフランジ部を容器内面に押し当て、該フランジ部の、バリアフィルムの外周縁を含む環状の領域に超音波ホーンにより超音波振動を加えて超音波シールするという構成としたことにより、バリアフィルムに割れを生じることなく、また、外縁部に剥がれを生じて端面を露出させるということなく、注出口を容器に対して超音波シールすることができ、バリア性の優れた容器を製造できるという効果を有している。また、本発明の注出口は、バリアフィルムの外周縁を、フランジ部の、容器に対する超音波シールに供する環状の領域内に位置させるという構成としたことにより、バリアフィルムに割れが生じるとか、バリアフィルムの外縁部が剥がれて端面が露出するということを生じることなく、容器に対して超音波シールことができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフィルムインサート注出口付容器の概略斜視図
【図２】図１に示す容器の注出口取付領域を示す概略断面図
【図３】図２に示す領域の概略裏面図
【図４】注出口を容器に取り付ける状態を示す概略断面図
【図５】図４に示す部分の一部を拡大して示す概略断面図
【図６】小径のバリアフィルムを用いた注出口を、図５と同じ状態で示す概略断面図
【図７】従来の注出口付容器の注出口取付領域を示す概略断面図
【図８】図７に示す領域の一部を拡大して示す概略断面図
【符号の説明】
１、１Ａ　注出口
１ａ　フランジ部
１ｂ　ノズル部
１ｃ　口壁
１ｄ　支柱
１ｅ　プルリング
２　容器
３　キャップ
４、４Ａ、４Ｂ　バリアフィルム
４ａ、４Ａａ、４Ｂａ　外周縁
５　スコア部
９　超音波ホーン
９ａ　シール作用面
１０　シール領域
１１　アンビル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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