JP2016204022A - 無菌充填用口栓 - Google Patents

Abstract

【課題】
内容物に制約が無く、加熱・冷却が繰り返されても嵌合力の変化が少なく、内部の圧力変化があっても、容易にキャップが抜け出ないで、衛生性にも優れた無菌充填用口栓を得る。
【解決手段】
一体に成形された口栓本体（１）とキャップ（２）とからなり、口栓本体は内部を注入口とし内部に嵌合段差を有する円筒状の胴部（１１）と容器本体に溶着するための取付用フランジ（１２）とを有し、キャップは、封止板（２１）と上方に封止板から垂下した垂直部（２２１）と下方に内側に傾斜する傾斜部（２２２）と外周に嵌合突起（２２３）とを有する嵌合側壁（２２）と嵌合側壁内側に設けた底板とを有し、前記胴部上端と前記嵌合側壁が、接合部を介して全周に亘って繋がっていることを特徴とする無菌充填用口栓。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体などを収納するフィルム製容器に取り付けて使用する口栓に関し、特に無菌充填に適した口栓に関する。

液体を充填した柔軟な容器を紙箱などの中に収納した包装形態が知られている。一般的にバッグインボックスと称されるこの種の容器においては、軟質のプラスチックフィルムを主体に構成したフィルム製容器にプラスチック製の口栓を取り付けた構造が一般的である。

口栓の形態としては、開封可能なネジ式のキャップを取り付けたものや、コックを手でひねって内容物を注出できるコック付きのタイプ、あるいは別途付属の口栓を取り付けて使用するタイプ等さまざまである。

一方、内容物を無菌状態で充填する無菌充填に適した口栓も種々提案されている。無菌充填を行うに当たっては、容器内を予め滅菌し、無菌環境で充填して、その無菌状態で密封する必要がある。

無菌充填用の口栓としては、図４−１に示したような、破袋可能な薄膜３を用いた口栓が知られている。容器にこの口栓を取り付けた後、全体にγ線を照射するなどして、容器内を滅菌処理しておき、充填に当たっては、図４−２のように、無菌環境において薄膜３を破って充填する。

この方法は、使用方法が単純であるため充填装置も簡単な構造のもので済むという利点がある一方、破れた薄膜３のかけらが内容物に混入して異物となることがあると共に、封止用の薄膜や感圧接着剤などは、内容物が直接接触するため、変質や溶出のない内容物のみに使用可能であるなどの問題があった。

無菌充填用の他の口栓としては、図５−１に示したような、口栓内部にダイアフラム構造となった可動可能な弁体を持った口栓が知られている。容器にこの口栓を取り付けた後、全体にγ線を照射するなどして、容器内を滅菌処理しておき、充填に当たっては、図５−２のように、無菌環境において外から圧力をかけてダイアフラム４を押して、内径に挿嵌されていた挿嵌部を内部に押し込んで開口させ、隙間を作って充填する方法もある。

この方法は、使用方法は単純であるが、口栓構造が複雑になり、コストが高くなるばかりか、容易に充填できるので、充填時以外にも開口しやすいなどの問題があった。

特許文献１に記載された無菌包装容器用注出口は、別の方法によって無菌充填を達成しようとした注出用口栓である。

特許文献１では、外周に嵌合凸縁１５を設けた筒状注出口と、この嵌合凸縁に嵌合する二段の嵌合凹縁２５を内周に備え、かつ、その低部に、深く押込まれた時、前記注出口上面に接合する感圧接着剤を塗布されたメンブラン２００を設けたキャップ２０、とより構成したことを特徴とする無菌包装容器用注出口を提案していて、図６に示したような構造の口栓である。

この口栓は、充填前の段階では、図６−１のように口栓にキャップ２０を浅く取り付け
ておき、容器全体を無菌状態としておく。充填に当たっては、無菌環境において一旦キャップ２０を外して充填した後、図６−２のように、キャップを完全に押し込んで密封する。

また、特許文献２では、
一体に成形された口栓本体とキャップとからなり、口栓本体は、円柱状の胴部と、容器本体に溶着するための取付用フランジ部と、キャップを溶着するためのフランジ部を備えた注入口とを有し、キャップは封止板と封止板から垂下する嵌合リングとを有し、前記注入口内周と前記嵌合リング先端とが、薄肉接合部を介して全周に亘って繋がっていることを特徴とする無菌充填用口栓を提案している。

この口栓に使用されるキャップは、全体が加熱・冷却を繰り返したりすると、円柱状の胴部と嵌合リングとの嵌合がクリープ現象によって馴染み、径の差が減少し、嵌合力が低下し、漏れが発生したり、キャップが内部の圧力変化で抜け出て来る恐れが出てくるなどの問題があった。

実公平４−３９１６３号公報 特開２０１４−１７２６２０号公報

そこで、上記問題に鑑みて、内容物に制約が無く、加熱・冷却が繰り返されても嵌合力の変化が少なく、内部の圧力変化があっても、容易にキャップが抜け出ないで、衛生性にも優れた無菌充填用口栓を提案するものである。

本発明の請求項１の口栓は、
一体に成形された口栓本体とキャップとからなり、
口栓本体は、内部を注入口とし、内部に嵌合段差を有する円筒状の胴部と、
容器本体に溶着するための取付用フランジと、を有し、
キャップは、封止板と、
上方に封止板から垂下した垂直部と、下方に内側に傾斜する傾斜部と、外周に嵌合突起と、を有する嵌合側壁と、
嵌合側壁内側に設けた底板と、を有し、
前記胴部上端と前記嵌合側壁が、接合部を介して全周に亘って繋がっていることを特徴とする無菌充填用口栓である。

本発明の請求項２の口栓は、キャップの嵌合突起は、接合部よりも上方に設けたことを特徴とする請求項１に記載の無菌充填用口栓である。

本発明の請求項３の口栓は、キャップ底板下端からの嵌合突起高さが、底板厚みよりも低いことを特徴とする請求項２に記載の無菌充填用口栓である。

本発明の請求項４の口栓は、胴部先端に口鍔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれに記載の無菌充填用口栓。

本発明の口栓は、口栓本体とキャップが一体で出来ているので、生産性が高く、かつ、
低価格である。
また、接着樹脂などの使用する必要も無いので、溶出する成分が出難い材料を使用することが出来る。
さらに、底板があり、かつ、嵌合突起で嵌合しているので、加熱・冷却が繰り返されても嵌合力の変化が少なく、内部の圧力変化があっても、容易にキャップが抜け出ないなどの効果がある。

本発明の実施形態における無菌充填用口栓で、口栓本体とキャップが繋がった成形直後の状態を示した図である。左が外観正面図、右側を縦断面図とし、さらに接合部近傍を拡大図で示した。 本発明の実施形態における無菌充填用口栓で、無菌室で充填する直前に、口栓本体からキャップを外した状態を示す図である。 本発明の実施形態における無菌充填用口栓で、内容物充填後、キャップを嵌合した状態を示す図である。 従来の無菌充填用口栓の構造の一例を示した断面模式図で、図４−１は充填前の状態を示す図で、図４−２は充填中の状態を示す図である。 特許文献１に示した無菌充填用口栓の構造を示した断面模式図で、図５−１は充填前の状態を示す図で、図５−２は充填後の状態を示す図である。 特許文献２に示した無菌充填用口栓の構造を示した断面模式図で、図６−１は充填前の状態を示す図で、図６−２は充填後の状態を示す図である。

以下、本発明の口栓を実施するための形態について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態における口栓で、図１−１の左に正面図、右に縦断面図とし、口栓本体１とキャップ２が繋がって一体となった成形直後の状態を示した図である。
口栓本体１は、内部を注入口とする円筒状の胴部１１と、容器本体に溶着するための取付用フランジ１２と、を有している。
円筒状の胴部１１外周には、注出、充填に口栓を保持する為の鍔１１１を設けても良い。円筒状の胴部１１内周には、嵌合段差１１０が設けられている。
キャップ２は、封止板２１と、嵌合側壁２２と、底板２３とからなる。
嵌合側壁２２には、封止板から垂下した垂直部２２１と、垂直部下端から内側に傾斜する傾斜部２２２と嵌合突起２２３からなり、底板２３が嵌合側壁２２内側に設けられている。
そして、胴部上端内縁１１２と、嵌合側壁２２とが、接合部１１２０を介して全周に亘って繋がって一体になっている。

図１−２は、接合部近傍の拡大断面図である。嵌合側壁２２の垂直部２２１下端に嵌合突起２２３を設けていて、嵌合突起２２３の下方に傾斜部２２２があって、垂直部２２１の外径よりも小さな径になる傾斜部２２２途中に接合部１１２０を設けている。
接合部１１２０は口栓本体１の胴部上端内縁１１２に接合しているので、その胴部上端内縁１１２の内径は、垂直部２２１外径よりも小さく、強く挿嵌するようになる。
キャップ２には、底板２３が設けられている。
底板がない場合、長期に嵌合していると、クリープ現象から、キャップが変形し、口栓本体１に馴染んだ形状になって、嵌合による封止力がなくなってしまい、容易に漏れる恐れが発生する。
底板２３があると、キャップ２は圧縮になるので、抵抗も大きく、かつ、変形し難くなる。キャップの底板２３の厚みＣは、底板２３の下端から嵌合突起の高さＢよりも、充分に厚くしている。
この為、嵌合突起２２３の内側は、樹脂が詰まっていて、完全な圧縮になるので、引き伸
ばされるようなクリープ現象による変形は起きない。その為、嵌合突起は長期間圧縮されても、径の変化は起こりにくく、挿嵌の嵌合強度は変化しない。
また、嵌合突起２２３は、接合部１１２０の位置から充分離れた高さに設ける。嵌合突起２２３と接合部１１２０との高さＡを大きく設けているので、接合部を切り取ったカスなどが発生しにくく、樹脂カスを噛み込み嵌合による液漏れや無菌破壊のリスクが少ない。

図２は、容器をγ線で殺菌し、充填機の無菌チャンバー内で、キャップ２を開けている状態を示す図である。
キャップ２は、単に封止板２１端部を引き上げ、接合部１１２０を引き剥がしても良いし、キャップ２全体を口栓本体１に対し、回転させて引き裂いても良い。
引き裂いた時に、接合部１１２０が伸びてしまったり、切りカスが発生したり、しないように、接合部１１２０から嵌合突起２２３までの高さＢを充分取っている。

図３は、充填機の無菌チャンバー内で、開口した口栓本体を通して内容物を充填後、キャップ２を閉じた状態を示す図である。
すなわち、キャップ２は、口栓本体１に挿嵌されている。
挿嵌する時、まず、キャップ２は接合部１１２０に達した口栓本体１の胴部上端内縁１１２から、嵌合が始まる。
その後、キャップ２は嵌合側壁２２の嵌合突起２２３が無理に口栓本体１の円筒状胴部１１を押し広げながら通過し、嵌合突起２２３が胴嵌合部１１３を通過し終わると、嵌合突起２２３が嵌合段差１１０に係合する。
また、同時に、キャップ２の封止板２１が、口栓本体１の胴部上端１１２１に達する。

接合部１１２０は口栓本体１の胴部上端内縁１１２に接合し、その胴部上端内縁１１２の内径は、垂直部２２１外径よりも小さくなっているので、挿嵌すると、胴嵌合部１１３は、キャップの垂直部２２１に、その径の差が嵌合する力になって押し圧となり、液止めされる。

胴嵌合部１１３の外側には、口鍔１１４が設けられていて、胴嵌合部１１３がクリープ現象で、広げられて、嵌合力を低下させないように設定されている。
本発明の無菌充填用口栓を装着したプラスチック製容器は、無菌充填用口栓を開封し、内容物を充填した後、挿嵌させた後は、無菌充填用口栓部分を開封することはない。本容器から内容物を取り出す時は、フィルム容器本体を切開して内容物を取り出す。

本発明の無菌充填用口栓に用いる成形樹脂は、使用するフィルム成形袋内面に融着可能な樹脂で、γ照射などの殺菌工程によって著しい材質変化が発生しない素材であれば、使用できる。
例えば、無菌充填用口栓に使用する成形樹脂として、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体や、エチレン・酢酸ビニル共重合体などが使用できる。
通常、これらの樹脂を融着するフィルムの融着層や、内容物に対する耐環境応力亀裂性、口栓本体との相性などに合わせて選択し、射出成形機や圧縮成形機で製造する。

本発明の口栓は以上のようなもので、従来の無菌充填用口栓付き袋の自動紙容器製造機械をそのまま使用できるので、立ち上げる費用は通常のバックインボックスなどの容器と同様に製造できる。
特に、本発明の無菌充填用口栓は、口栓本体とキャップが一体で成形できるので、金型もひとつで成形可能で、かつ、生産性も高く、かつ、価格を大幅に抑えることが出来る。
また、厚くした底板を設けたので、経時的に嵌合強度が変化しにくく、長期保存が可能になった。
また、キャップと口栓本体の嵌合は、径の違いから圧入状態になって液止めしている上に、嵌合突起と嵌合段差との嵌合が二重に設けられ、液漏れを確実に防ぐ仕組みになっている。
しかも、熱帯地方を経由した輸出においても、嵌合がゆるくなるなどの支障が生じ難いなど、本発明の無菌充填用口栓はメリットが大きい。

１・・・・・・・・・・口栓本体
１１・・・・・・・・・胴部
１１０・・・・・・・・嵌合段差
１１１・・・・・・・・鍔
１１２・・・・・・・・胴部上端内縁
１１２０・・・・・・・接合部
１１２１・・・・・・・胴部上端
１１３・・・・・・・・胴嵌合部
１１４・・・・・・・・口鍔
１２・・・・・・・・・フランジ
１５・・・・・・・・・嵌合凸縁
２、２０・・・・・・・キャップ
２００・・・・・・・・メンブラン（先行文献）
２１・・・・・・・・・封止板
２２・・・・・・・・・嵌合側壁
２２１・・・・・・・・垂直部
２２２・・・・・・・・傾斜部
２２３・・・・・・・・嵌合突起
２３・・・・・・・・・底板
２５・・・・・・・・・嵌合凹縁
３・・・・・・・・・・薄膜
４・・・・・・・・・・ダイアフラム

Claims (4)

1. 一体に成形された口栓本体とキャップとからなり、
   口栓本体は、内部を注入口とし、内部に嵌合段差を有する円筒状の胴部と、
   容器本体に溶着するための取付用フランジと、を有し、
   キャップは、封止板と、
   上方に封止板から垂下した垂直部と、下方に内側に傾斜する傾斜部と、外周に嵌合突起と、を有する嵌合側壁と、
   嵌合側壁内側に設けた底板と、を有し、
   前記胴部上端と前記嵌合側壁が、接合部を介して全周に亘って繋がっていることを特徴とする無菌充填用口栓。
2. キャップの嵌合突起は、接合部よりも上方に設けたことを特徴とする請求項１に記載の無菌充填用口栓。
3. キャップ底板下端からの嵌合突起高さが、底板厚みよりも低いことを特徴とする請求項２に記載の無菌充填用口栓。
4. 胴部先端に口鍔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無菌充填用口栓。

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