(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
口部と、ボトル本体とを有するボトルに対して炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填方法において、
ボトルの口部を下方に向けた状態で、口部からボトル本体内へ下方から上方へ向けて不活性ガスのみを供給してボトル本体内を不活性ガスで置換する不活性ガス置換工程と、
口部からボトル本体内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填工程とを備えたことを特徴とする炭酸飲料充填方法。
【請求項２】
不活性ガス置換工程の前に、口部からボトル本体内へリンス水を供給するリンス工程が設けられていることを特徴とする請求項１記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項３】
炭酸飲料充填工程の後、口部からボトル本体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項４】
不活性ガス供給工程の後、口部にキャップを装着するキャップ装着工程が設けられていることを特徴とする請求項３記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項５】
キャップ装着工程の後、ボトル本体内を殺菌する殺菌工程が設けられていることを特徴とする請求項４記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項６】
殺菌工程において、ボトルに対して６０℃〜７５℃の温水を浴びせることによりボトル本体内を殺菌することを特徴とする請求項５記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項７】
炭酸飲料は、果汁、乳成分、またははちみつ成分を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項８】
不活性ガス置換工程から炭酸飲料充填工程までの間が０．５秒〜２０秒で行われることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項９】
ボトルのボトル本体は、胴部と、ペタロイド形状からなる底部とを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の炭酸飲料充填方法。
【請求項１０】
口部と、ボトル本体とを有するボトルに対して炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填システムにおいて、
ボトルの口部を下方に向けた状態で、口部からボトル本体内へ下方から上方へ向けて不活性ガスのみを供給してボトル本体内を不活性ガスで置換する不活性ガス置換部と、
不活性ガス置換部の下流側に設けられ、口部からボトル本体内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填部とを備えたことを特徴とする炭酸飲料充填システム。
【請求項１１】
不活性ガス置換部の上流側に、口部からボトル本体内へリンス水を供給するリンス部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１２】
炭酸飲料充填部の下流側に、口部からボトル本体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項１０または１１記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１３】
不活性ガス供給部の下流側に、口部にキャップを装着するキャップ装着部が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１４】
キャップ装着部の下流側に、ボトル本体内を殺菌する殺菌部が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１５】
殺菌部において、ボトルに対して６０℃〜７５℃の温水を浴びせることによりボトル本体内を殺菌することを特徴とする請求項１４記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１６】
炭酸飲料は、果汁、乳成分、またははちみつ成分を含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１７】
不活性ガス置換部でボトル本体内を不活性ガスで置換してから、炭酸飲料充填部でボトル本体内へ炭酸飲料を充填するまでの間が０．５秒〜２０秒で行われることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項記載の炭酸飲料充填システム。
【請求項１８】
ボトルのボトル本体は、胴部と、ペタロイド形状からなる底部とを有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか一項記載の炭酸飲料充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸飲料充填方法、炭酸飲料充填システム、および炭酸飲料入ボトルに係り、とりわけボトル内の初期酸素量を減らすことにより、炭酸飲料の酸化劣化を抑制することが可能な炭酸飲料充填方法、炭酸飲料充填システム、および炭酸飲料入ボトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチックボトルに使用されるプラスチック材料の使用量を減らすことにより、プラスチックボトルを軽量化することが望まれている。しかしながら、プラスチックボトルを軽量化することは、プラスチックボトルの強度および内容物保存（酸素バリア）性を低下させることに繋がる。
【０００３】
このため、内容物保存（酸素バリア）性を高めるために、プラスチックボトルを構成する材料に酸素遮断性や酸素吸収機能性を有する材料をブレンドしたり、プラスチックボトルを多層化することにより、プラスチックボトルのガスバリア性を高める（内容物の経時酸化を抑制する）技術が使用されている。
【０００４】
また、内容物を充填した後、プラスチックボトル内のヘッドスペース中の酸素を不活性ガスによって置換することにより、ヘッドスペース中の酸素を除去する（内容物の初期酸化を抑制する）充填包装技術が存在する（特許文献１）。
【０００５】
他方、特許文献２には、不活性ガスと洗浄水（リンス水）とを混合した状態で空ボトル内に注入させる技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５５９４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、内容物入りのボトルのヘッドスペース中に不活性ガスを吹きかけ、不活性ガスにより酸素を置換することを行うのみでは、そのガス置換率に限界が存在する。とりわけ内容物の種類によっては、充填時に周囲の空気を巻き込み、泡立ち易く、かつこの泡が消えにくいものもある。このような泡立ちやすい内容物が充填されているボトルの場合、ヘッドスペース中の酸素を不活性ガスにより置換する際、ヘッドスペースのうち泡の外部の空間（液面上方空間）に存在する酸素を置換することはできるが、泡の内部に存在する酸素を置換することはできない。このような、泡内部に存在する酸素は、一定時間の経過後、泡の消滅とともにヘッドスペース中に放出されるため、結果的にヘッドスペース中の酸素量が上昇してしまうことになる。
【０００８】
一方、内容物が炭酸飲料からなる場合、加圧雰囲気下で充填を行う、いわゆる口部密着充填と呼ばれる充填方式が用いられるため、充填時の発泡は比較的起こりにくいと考えられる。しかしながら、充填後、キャッピングまでの間にボトルの口部が一時的に圧開放されるので、このとき内容物に泡立ちが発生する可能性がある。したがって、従来の充填方法においては、内容物が炭酸飲料からなる場合であっても、上述した問題と同様の問題が発生するおそれがある。
【０００９】
他方、特許文献２においては、不活性ガスを注入する工程と洗浄水（リンス水）を注入する工程とが区別されていないため、洗浄水（リンス水）の水切りを十分に行うことが難しいと考えられる。すなわち、リンス水と不活性ガスとがスプレー状に吹き出してしまうため、リンス水がボトル内壁にミスト状に残り、水切りが難しくなると考えられる。
【００１０】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ボトル内に最初から存在する酸素量を減らし、炭酸飲料の酸化劣化を抑制することが可能な炭酸飲料充填方法、炭酸飲料充填システム、および炭酸飲料入ボトルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、口部と、ボトル本体とを有するボトルに対して炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填方法において、ボトルの口部を下方に向けた状態で、口部からボトル本体内へ下方から上方へ向けて不活性ガスのみを供給してボトル本体内を不活性ガスで置換する不活性ガス置換工程と、口部からボトル本体内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填工程とを備えたことを特徴とする内容物充填方法である。
【００１２】
本発明は、不活性ガス置換工程の前に、口部からボトル本体内へリンス水を供給するリンス工程が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１３】
本発明は、炭酸飲料充填工程の後、口部からボトル本体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１４】
本発明は、不活性ガス供給工程の後、口部にキャップを装着するキャップ装着工程が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１５】
本発明は、キャップ装着工程の後、ボトル本体内を殺菌する殺菌工程が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１６】
本発明は、殺菌工程において、ボトルに対して６０℃〜７５℃の温水を浴びせることによりボトル本体内を殺菌することを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１７】
本発明は、炭酸飲料は、果汁、乳成分、またははちみつ成分（動植物由来成分）を含むことを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１８】
本発明は、不活性ガス置換工程から炭酸飲料充填工程までの間が０．５秒〜２０秒で行われることを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００１９】
本発明は、ボトルのボトル本体は、胴部と、ペタロイド形状からなる底部とを有することを特徴とする炭酸飲料充填方法である。
【００２０】
本発明は、口部と、ボトル本体とを有するボトルに対して炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填システムにおいて、ボトルの口部を下方に向けた状態で、口部からボトル本体内へ下方から上方へ向けて不活性ガスのみを供給してボトル本体内を不活性ガスで置換する不活性ガス置換部と、不活性ガス置換部の下流側に設けられ、口部からボトル本体内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料を充填する炭酸飲料充填部とを備えたことを特徴とする内容物充填システムである。
【００２１】
本発明は、不活性ガス置換部の上流側に、口部からボトル本体内へリンス水を供給するリンス部が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２２】
本発明は、炭酸飲料充填部の下流側に、口部からボトル本体内へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給部が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２３】
本発明は、不活性ガス供給部の下流側に、口部にキャップを装着するキャップ装着部が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２４】
本発明は、キャップ装着部の下流側に、ボトル本体内を殺菌する殺菌部が設けられていることを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２５】
本発明は、殺菌部において、ボトルに対して６０℃〜７５℃の温水を浴びせることによりボトル本体内を殺菌することを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２６】
本発明は、炭酸飲料は、果汁、乳成分、またははちみつ成分（動植物由来成分）を含むことを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２７】
本発明は、不活性ガス置換部でボトル本体内を不活性ガスで置換してから、炭酸飲料充填部でボトル本体内へ炭酸飲料を充填するまでの間が０．５秒〜２０秒で行われることを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【００２８】
本発明は、ボトルのボトル本体は、胴部と、ペタロイド形状からなる底部とを有することを特徴とする炭酸飲料充填システムである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、口部からボトル本体内へ不活性ガスのみを供給してボトル本体内を不活性ガスで置換した後、口部からボトル本体内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料を充填する。このため、ボトル本体内に不活性ガスが充填されるとともに、炭酸飲料に、内部に不活性ガスを収納した泡が形成される。これにより、ボトル内に最初から存在する酸素量（初期容器内総酸素量）を減らすことができ、炭酸飲料の初期酸化劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による炭酸飲料充填システムを示す構成図。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態による炭酸飲料充填システムのリンス部および不活性ガス置換部を示す概略断面図。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態による炭酸飲料充填方法を示すフロー図。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の一実施の形態による炭酸飲料充填方法の各工程におけるボトルを示す図。
【図５】図５は、実施例１、３および比較例で用いられるボトルを示す斜視図。
【図６】図６は、実施例２で用いられるボトルを示す斜視図。
【図７】図７は、実施例１〜３と比較例との間で炭酸飲料の色差ΔＥを比較するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明の一実施の形態を示す図である。
【００３４】
（炭酸飲料充填システム）
まず図１乃至図２により本実施の形態による炭酸飲料充填システムについて説明する。
【００３５】
図１に示す炭酸飲料充填システム１０は、口部３１と、ボトル本体３２とを有するボトル３０に対して炭酸飲料４３を充填するシステムである。
【００３６】
この炭酸飲料充填システム１０は、リンス部１２と、不活性ガス置換部１３と、炭酸飲料充填部１４と、不活性ガス供給部１５と、キャップ装着部１６と、殺菌部１９とを備えている。これらリンス部１２、不活性ガス置換部１３、炭酸飲料充填部１４、不活性ガス供給部１５、キャップ装着部１６、および殺菌部１９は、上流側から下流側に向けてこの順に配設されている。
【００３７】
不活性ガス置換部１３と炭酸飲料充填部１４との間には、ボトル３０を不活性ガス置換部１３から炭酸飲料充填部１４へ搬送する第１搬送機構１８が設けられている。またキャップ装着部１６と殺菌部１９との間には、ボトル３０をキャップ装着部１６から殺菌部１９へ搬送する第２搬送機構３６が設けられている。
【００３８】
リンス部１２は、空のボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へリンス水４１を供給するものである。このリンス水４１は、例えば２５℃〜８０℃程度の温水（無菌水）からなっている。なおリンス部１２において、ボトル３０は、口部３１が下方を向くように倒立されている。
【００３９】
不活性ガス置換部１３は、リンス部１２でリンスされたボトル３０に対し、その口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２のみを供給し、これによりボトル本体３２内を不活性ガス４２で置換するものである。この不活性ガス４２としては各種のガスを用いることができるが、とりわけ窒素（Ｎ2）を用いることが好ましい。また充填する不活性ガス４２の量は、ボトル３０の容積を上回る量とすることが好ましい。なお、不活性ガス置換部１３において、ボトル３０は口部３１を下方に向けたままの状態である。このように、不活性ガス４２を用いてボトル３０内の空気（酸素）を置換することにより、ボトル３０内に不活性ガス４２が充填される。
【００４０】
次に図２を用いて、このリンス部１２および不活性ガス置換部１３の構成について更に詳細に説明する。
【００４１】
図２に示すように、リンス部１２および不活性ガス置換部１３は、それぞれディストリビュータ５０上に配置されている。このディストリビュータ５０は、固定部５１と、固定部５１上で一定方向に回転する回転部５２とを有している。このうち回転部５２に、上方に向けて突出する複数のノズル５３が連結されている。そしてボトル３０は、回転部５２の回転に伴い、口部３１内に挿入された各ノズル５３とともに一定方向に回転するようになっている。なお、ディストリビュータ５０は平面円形形状からなっているが、図２では、便宜上、ディストリビュータ５０の一部分のみを模式的に示している。
【００４２】
リンス部１２は、リンス水４１を収容したリンス水タンク５９と、リンス水タンク５９に連結されたリンス水供給管５４と、リンス水供給管５４に連結されたリンス水供給空間５５とを有している。このうちリンス水供給空間５５は、固定部５１内に形成されるとともに、回転部５２の回転に伴ってリンス水供給空間５５上方に移動してきたノズル５３と連通するようになっている。これによりリンス水４１は、リンス水タンク５９から、リンス水供給管５４、リンス水供給空間５５、および各ノズル５３を順次介してボトル３０内に供給され、ボトル３０内が洗浄される。
【００４３】
他方、不活性ガス置換部１３は、不活性ガス４２を収容した不活性ガスタンク５６と、不活性ガスタンク５６に連結された不活性ガス供給管５７と、不活性ガス供給管５７に連結された不活性ガス供給空間５８とを有している。このうち不活性ガス供給空間５８は、固定部５１内に形成されるとともに、回転部５２の回転に伴って不活性ガス供給空間５８上方に移動してきたノズル５３と連通するようになっている。これにより不活性ガス４２は、不活性ガスタンク５６から、不活性ガス供給管５７、不活性ガス供給空間５８、および各ノズル５３を順次介してボトル３０内に供給され、ボトル３０内の空気と置換される。
【００４４】
再び図１を参照すると、不活性ガス置換部１３の下流側に、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ炭酸飲料４３を充填する炭酸飲料充填部１４が設けられている。この炭酸飲料充填部１４において、不活性ガス４２が充填された状態のボトル３０に対して炭酸飲料４３が充填される。炭酸飲料充填部１４での充填時における炭酸飲料４３の温度は１℃〜１０℃であり、好ましくは５℃〜１０℃である。このように炭酸飲料４３の温度を１℃〜１０℃のチルド域とする理由は、液温が１０℃を上回ると炭酸ガスが炭酸飲料４３から抜けやすくなってしまうためである。
【００４５】
炭酸飲料４３は、炭酸ガスを含む各種飲料からなっていて良いが、とりわけ、果汁（植物系）、乳成分（動物系）、またははちみつ成分を含む炭酸飲料を好適に用いることができる。このうち果汁としては、オレンジ、ブラッドオレンジ、温州ミカン、レモン、グレープフルーツ、ライム、マンダリン、ユズ、タンジェリン、テンプルオレンジ、タンジェロ、カラマンシー等の柑橘類、リンゴ、ブドウ、モモ、パイナップル、グアバ、バナナ、マンゴー、アセロラ、パパイヤ、パッションフルーツ、ウメ、ナシ、アンズ、ライチ、メロン、西洋ナシ、スモモ類等の各種果物の搾汁（果汁）、豆乳等が挙げられる。これらは１種類の果物の搾汁であってもよいし、２種類以上の果物の搾汁の混合液であってもよい。
【００４６】
なお不活性ガス置換部１３と炭酸飲料充填部１４との間の第１搬送機構１８において、口部３１が上方を向くようにボトル３０を上下反転するようになっている。
【００４７】
炭酸飲料充填部１４の下流側には、不活性ガス供給部１５が設けられている。この不活性ガス供給部１５は、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２を供給し、ボトル本体３２のうち炭酸飲料４３の液面上方の空間（液面上方空間３２ａ）内に不活性ガス４２を充填するものである（不活性ガス供給部）。この場合、不活性ガス４２としては、不活性ガス置換部１３において供給されるガスと同様に、例えば窒素（Ｎ2）を用いることができる。なお、不活性ガス供給部１５で供給される不活性ガスが、不活性ガス置換部１３で供給される不活性ガスと異なる種類のガスからなっていても良い。この不活性ガス供給部１５で充填される不活性ガス４２の量は、泡４３ａおよび液面上方空間３２ａの合計容積と同等以上の量とすることが好ましい。ここで本明細書中、液面上方空間３２ａとは、ボトル本体３２内部の空間のうち、炭酸飲料４３の液面上方に形成される空間であって、炭酸飲料４３に発生する泡４３ａを除いたものをいう。したがって、泡４３ａおよび液面上方空間３２ａに含まれる気体が、市場に出た後におけるヘッドスペース中の気体に相当する。
【００４８】
不活性ガス供給部１５の下流側に設けられたキャップ装着部１６は、ボトル３０の口部３１にキャップ３３を装着することにより、ボトル３０を密閉するものである。このように、ボトル３０の口部３１にキャップ３３を装着することにより、炭酸飲料入ボトル３５が得られる。
【００４９】
また殺菌部１９は、直立した状態の炭酸飲料入ボトル３５に対して、ボトル３０の外面から温水シャワーを浴びせることにより、ボトル本体３２内の炭酸飲料４３を殺菌するものである。具体的には、温水ノズル４５からボトル３０に対して例えば６０℃〜７５℃の温水を１０分以上浴びせることにより殺菌を行う（中温殺菌）。
【００５０】
なお、図示していないが、リンス部１２の上流側に、予めボトル３０内部を殺菌する容器殺菌部を設けても良い。この場合、容器殺菌部は、ミスト状、棒状、または噴水式に噴出される殺菌剤（例えば過酸化水素水または過酢酸）により空のボトル内を殺菌するものであっても良く、電子線殺菌（ＥＢ（Electron Beam）殺菌）により空のボトル内を殺菌するものであっても良い。
【００５１】
（炭酸飲料充填方法）
次に、図３および図４により、本実施の形態による炭酸飲料充填方法について説明する。本実施の形態による炭酸飲料充填方法は、上述した炭酸飲料充填システム１０（図１）を用いて行われるものである。
【００５２】
まず空のボトル３０が、口部３１を下方に向けた状態でリンス部１２に搬送されてくる。次にこのリンス部１２において、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へリンス水４１が供給される（リンス工程）（図３のステップＳ１）。このように、リンス水４１を用いてボトル３０内を洗浄することにより、ボトル３０内に残存する異物等を取り除く。
【００５３】
続いて、ボトル３０は、口部３１を下方に向けた状態のまま不活性ガス置換部１３に搬送される（図２参照）。この不活性ガス置換部１３において、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２のみを供給し、ボトル本体３２内を不活性ガス４２で置換する（不活性ガス置換工程）（図３のステップＳ２）。このように、ボトル本体３２内に下方から不活性ガス４２を噴射することにより、ボトル本体３２内に残存するリンス水４１を効果的に取り除くことができるという効果もある。
【００５４】
次に、不活性ガス４２が充填されたボトル３０は、第１搬送機構１８において口部３１が上方を向くように上下反転され、炭酸飲料充填部１４に搬送される。続いて、炭酸飲料充填部１４において、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ炭酸飲料４３が充填される（炭酸飲料充填工程）（図３のステップＳ３、図４（ａ））。この場合、炭酸飲料４３の充填温度は、１℃〜１０℃であり、好ましくは５℃〜１０℃である。
【００５５】
この炭酸飲料４３には、予め炭酸ガスが封入されている（炭酸封入工程）。炭酸飲料４３の炭酸ガスの強度は、ガスボリューム（Ｇ．Ｖ．）が２．０〜４．０の炭酸ガスを封入した程度に相当するものを用いることができる。なお、上述した炭酸封入工程において、液中に含まれる酸素等の気体が炭酸ガスに置き換わるため、このように低温（１℃〜１０℃）で充填しているにも関わらず、溶存酸素量が低く抑えられている。
【００５６】
また、炭酸飲料充填工程において、炭酸飲料４３は、口部密着充填と呼ばれる加圧雰囲気下での充填方式により充填されるので、充填された直後には、炭酸飲料４３の内部および表面に泡は生じにくい（図４（ｂ））。
【００５７】
ところで、本実施の形態において、炭酸飲料４３は、上述したように果汁（植物系）、乳成分（動物系）、またははちみつ成分を含む炭酸飲料からなっていることが好ましい。すなわち、本実施の形態によれば、炭酸飲料４３の初期酸化を抑制する効果が高いため、炭酸飲料４３に含まれる果汁（植物系）、乳成分（動物系）、またははちみつ成分のような天然由来の成分の酸化劣化を防止することができ、素材感を維持した炭酸飲料を提供することができる。
【００５８】
炭酸飲料充填工程の後、ボトル３０は不活性ガス供給部１５に搬送される。次いで、この不活性ガス供給部１５において、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２が供給される（不活性ガス供給工程）（図３のステップＳ４、図４（ｃ））。これにより、ボトル本体３２の液面上方空間３２ａ内に不活性ガス４２が充填され、不活性ガス置換部１３から炭酸飲料充填部１４を経て不活性ガス供給部１５に至るボトル３０の搬送中に一部失われた不活性ガス４２が、ボトル本体３２内に補填される。
【００５９】
なお、炭酸飲料充填工程（図３のステップＳ３）においては、上述したように口部密着充填（加圧充填）を行っているので、充填時の泡立ちは起こりにくい。しかしながら、不活性ガス供給工程においては、ボトル３０の口部３１が一時的に開放されるので、このとき泡立ちが発生する（図４（ｃ）参照）。すなわち、ボトル本体３２に充填された炭酸飲料４３の内部および表面に多数の泡４３ａが生じる。この場合、上述したように、不活性ガス置換工程においてボトル本体３２内に不活性ガス４２が導入されているので、泡４３ａの内部には不活性ガス４２が収容される。また、炭酸飲料４３中にも不活性ガス４２が包み込まれている。
【００６０】
その後、ボトル３０はキャップ装着部１６に搬送される。このキャップ装着部１６において、ボトル３０の口部３１にキャップ３３を装着することにより、炭酸飲料入ボトル３５が得られる（キャップ装着工程）（図３のステップＳ５、図４（ｄ））。
【００６１】
この密栓後の炭酸飲料入ボトル３５は、ボトル本体３２と口部３１とを有するボトル３０と、ボトル３０の口部３１に装着されたキャップ３３と、ボトル３０のボトル本体３２内に充填された炭酸飲料４３とを備えている。また、ボトル本体３２の液面上方空間３２ａ内に不活性ガス４２が充填されるとともに、内部に不活性ガス４２を収納した泡４３ａが形成されている（図４（ｄ））。したがって、ボトル３０内に最初から存在する酸素量（初期容器内総酸素量）がきわめて少なく抑えられている。なお、炭酸飲料入ボトル３５においては、ボトル３０内が炭酸ガス（内圧）によって膨張する為、一般的な飲料の場合と比べてその液面が比較的低くなる（液面上方空間３２ａが大きくなる）。
【００６２】
その後、炭酸飲料入ボトル３５は、第２搬送機構３６により殺菌部１９に搬送される。この殺菌部１９において、ボトル３０の外面（側方および上方）から温水シャワーを浴びせることにより、ボトル本体３２内の炭酸飲料４３を殺菌する（殺菌工程、図３のステップＳ６）。この際、温水ノズル４５からボトル３０に対して、例えば６０℃〜７５℃の温水シャワーを１０分以上浴びせることにより殺菌を行う（中温殺菌）。なお、炭酸飲料４３は酸性である為、もともと菌（芽胞菌）が生育しづらい環境下にある。したがって、上記殺菌条件（すなわち６０℃〜７５℃の温水を１０分以上浴びせるという条件）は、熱履歴が低く、ホット充填方式を採用した場合の殺菌条件よりも緩やかであるが、この場合であっても十分な殺菌効果が得られる。
【００６３】
なお、本実施の形態において、炭酸飲料入ボトル３５の生産（搬送）速度は、１００ｂｐｍ〜２０００ｂｐｍとすることが好ましい。ここでｂｐｍ（bottle per minute）とは、１分間当たりのボトル３０の搬送速度をいう。この場合、不活性ガス置換工程（図３のステップＳ２）から炭酸飲料充填工程（図３のステップＳ３）までの間が０．５秒〜２０秒で行われることが好ましい。
【００６４】
なお、ボトル３０の主材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等の合成樹脂材料を用いることができる。なお、ボトル３０としては、後述するように、ペタロイド形状の底部を有するものを用いることが好ましい（図５および図６参照）。また、ボトル３０としては、炭酸ガスバリア性を有する耐熱圧ボトルを用いることが好ましい。耐熱圧ボトルは、一般的なボトルと比較してその重量が重くなる傾向があるが、多層ボトルまたは蒸着ボトルを使用することにより、軽量化を図ることが可能である。
【００６５】
以上のように本実施の形態によれば、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２のみを供給してボトル本体３２内を不活性ガス４２で置換した後、口部３１からボトル本体３２内へ炭酸飲料４３を充填する。このことにより、ボトル本体３２内に不活性ガス４２が充填されるとともに、例えば不活性ガス供給工程で、炭酸飲料４３に、内部に不活性ガス４２を収納した泡４３ａが形成される。この結果、ボトル３０内の初期容器内総酸素量（製造直後における、液面上方空間３２ａ内部に存在する酸素量、泡４３ａ内部に存在する酸素量、および炭酸飲料４３に溶解している酸素量の合計）を減らすことができ、炭酸飲料４３の初期酸化劣化を抑制することができる。具体的には、５００ｍｌサイズのボトル３０の場合、初期容器内総酸素量を１．５ｍｌ以下に抑えることができる。また、殺菌工程において炭酸飲料４３が加熱された際にも、ボトル３０内の酸素の影響によって炭酸飲料４３が酸化するおそれがない。
【００６６】
また本実施の形態によれば、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へリンス水４１を供給し（リンス工程）、その後、口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２のみを供給してボトル本体３２内を不活性ガス４２で置換する（不活性ガス置換工程）。したがって、不活性ガス４２によってリンス水４１を効果的に除去することができる。
【００６７】
また本実施の形態によれば、口部３１からボトル本体３２内へ１℃〜１０℃の温度で炭酸飲料４３を充填しているので、炭酸ガスが炭酸飲料４３から抜けにくい。一方、本実施の形態においては、ボトル本体３２内を不活性ガス４２で置換した後、ボトル本体３２内へ炭酸飲料４３を充填している。したがって、炭酸飲料４３の温度が低温（１℃〜１０℃）であるにも関わらず、炭酸飲料４３に溶解する酸素量は少なく抑えられている。
【００６８】
さらに本実施の形態によれば、炭酸飲料入ボトル３５の生産（搬送）速度は、１００ｂｐｍ〜２０００ｂｐｍであり、また不活性ガス置換工程から炭酸飲料充填工程までの間が０．５秒〜２０秒で行われるので、ボトル３０に対して高速で炭酸飲料４３を充填することが可能である。
【００６９】
次に、図５乃至図７を用いて本発明の具体的実施例を説明する。
【００７０】
（実施例１）
図１に示す炭酸飲料充填システム１０を用い、かつ図３に示す炭酸飲料充填方法により炭酸飲料入ボトル３５（実施例１）を作製した。
【００７１】
ボトル３０としては図５に示す容量５００ｍｌの耐熱圧ＰＥＴボトルを用いた。この場合、ボトル３０のボトル本体３２は、胴部２１と、胴部２１に連接するとともにペタロイド形状からなる底部２２とを有している。このうち底部２２は、周方向に等間隔に配置された５つの脚部２３を有している。
【００７２】
この場合、まずボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へリンス水を供給し（リンス工程）、続いて、口部３１からボトル本体３２内へ窒素からなる不活性ガス４２を５５０ｍｌ供給して、ボトル本体３２内を窒素ガスで置換した（不活性ガス置換工程）。次に、口部３１からボトル本体３２内へオレンジ果汁入り炭酸飲料からなる炭酸飲料４３を１０℃の温度で充填した（炭酸飲料充填工程）。なお、ボトル３０の搬送速度は６００ｂｐｍとした。
【００７３】
続いて、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ不活性ガス４２を供給した（不活性ガス供給工程）。その後、口部３１にキャップ３３を装着し（キャップ装着工程）、ボトル３０内を殺菌することにより（殺菌工程）、実施例１による炭酸飲料入ボトル３５を得た。なお、炭酸飲料入ボトル３５のヘッドスペースの容量は３０ｍｌであった。
【００７４】
続いて、このようにして得られた炭酸飲料入ボトル３５（実施例１）の泡立ち量および初期容器内総酸素量を測定した。この結果、泡立ち量は１７ｍｌとなり、初期容器内総酸素量は０．８ｍｌとなった。なお、泡立ち量とは、炭酸飲料４３に生じる泡、すなわち不活性ガス４２の泡４３ａおよび炭酸ガスの泡の合計体積をいう。
【００７５】
（実施例２）
ボトル３０として、図６に示す容量５００ｍｌの耐熱圧ＰＥＴボトルを用いたこと、以外は、上記実施例１と同様にして炭酸飲料入ボトル３５（実施例２）を作製した。図６ににおいて、各脚部２３の幅は図５に示すボトル３０より広く、各脚部２３の長さは図５に示すボトル３０より短くなっている。この炭酸飲料入ボトル３５（実施例２）の泡立ち量および初期容器内総酸素量を測定したところ、泡立ち量は１４ｍｌとなり、初期容器内総酸素量は１．１ｍｌとなった。
【００７６】
（実施例３）
炭酸飲料充填工程の後、不活性ガス供給工程を行わなかったこと、以外は、上記実施例１と同様にして炭酸飲料入ボトル３５（実施例３）を作製した。この炭酸飲料入ボトル３５（実施例３）の泡立ち量および初期容器内総酸素量を測定したところ、泡立ち量は１８ｍｌとなり、初期容器内総酸素量は１．３ｍｌとなった。
【００７７】
（比較例）
リンス工程の後、口部３１からボトル本体３２内へ窒素ではなく無菌化した空気からなるガスを５５０ｍｌ供給したこと、以外は、上記実施例１と同様にして炭酸飲料入ボトル（比較例）を作製した。この炭酸飲料入ボトル（比較例）の泡立ち量および初期容器内総酸素量を測定したところ、泡立ち量は１７ｍｌとなり、初期容器内総酸素量は１．８ｍｌとなった。
【００７８】
このようにして得られた４つの炭酸飲料入ボトル（実施例１〜３および比較例）について、それぞれ温度４０℃の暗所で３週間保存した後、色差ΔＥを測定した。この結果を図７に示す。なお色差ΔＥとは、充填直後の炭酸飲料４３の色を０とした場合における、３週間経過後の炭酸飲料４３の色の変化を数値化したものである。
【００７９】
この結果、実施例１〜３による炭酸飲料入ボトル３５は、比較例による炭酸飲料入ボトルと比べて、３週間経過後における色差ΔＥが小さく、酸化が進みにくいことが分かった。このことから、本実施の形態による炭酸飲料充填システムおよび炭酸飲料充填方法の有効性を確認することができた。
【符号の説明】
【００８０】
１０        炭酸飲料充填システム
１２        リンス部
１３        不活性ガス置換部
１４        炭酸飲料充填部
１５        不活性ガス供給部
１６        キャップ装着部
１８        第１搬送機構
１９        殺菌部
３０        ボトル
３１        口部
３２        ボトル本体
３３        キャップ
３５        炭酸飲料入ボトル
３６        第２搬送機構
４１        リンス水
４２        不活性ガス
４３        炭酸飲料
４３ａ      泡
【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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