(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材にヒートシール性ポリマーが積層されたシート状紙製積層材料から成形され、側壁及び底面に該材料の端面の不連続内面を有し、上部に開口を有する容器を準備し、バリア層形成原料ガスを容器内部に供給し、該内部に内側から高エネルギー線を照射して、容器上部の内面に該ヒートシール性ポリマーを露出させるように、該容器上部の内面を除き容器内面全体にＳｉＯｘ層のバリア層を形成すると共に容器内部を殺菌し、液体食品の容器内部への充填中若しくは充填前に残存バリア材料前駆体ガス若しくは副生成物ガスを容器内部から排出することを含む充填方法。
【請求項２】
紙基材にヒートシール性ポリマーが積層されたシート状紙製積層材料から成形され、側壁及び底面に該材料の端面の不連続内面を有し、上部に開口を有する容器を準備し、
該容器の内部に容器開口から挿入されて液体食品を充填する充填ノズルと、充填前の容器内部を、該容器上部の内面を除き容器内面全体に内側から高エネルギー線で照射する高エネルギー線照射源と、バリア層形成原料ガスを容器内部に供給する供給路を備え、該供給路と該充填ノズルとが併設され若しくは兼用され、液体食品の容器内部への充填中若しくは充填前に残存バリア材料前駆体ガス若しくは副生成物ガスを容器内部から排出する、充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリコン酸化物などのバリア層を容器の内壁にコーティングするプロセスを含む充填方法及び充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟性に富んだ包装積層材料及びガラスやプラスッチクなどボトルは、多年にわたって液体食品を包装するために用いられている。
【０００３】
牛乳、ジュース、清酒、焼酎、ミネラルウオーター及びその他飲料のための包装容器は、例えば、繊維質基材（例えば、紙など）／プラスチック積層体に折目線を持つウェブ状包装材料を、ゲープルトップ状の紙製包装容器の場合、紙製包装材料を所定の形状に切断し、容器縦方向にシールしたブランクスを得、充填機内でブランクスの底をシールした後に、容器内部を紫外線照射、過酸化水素などの化学殺菌剤で殺菌し、殺菌剤などを除去し、それらを乾燥して、上部開口から牛乳、ジュース又はその他の飲料の被充填物を充填し、上部をシールして得られるこれらの包装材料には、その表面に包装容器製品の外観デザインが印刷される。また、長期保存が必要であれば、必要に応じて、所望のバリア層を積層した包装材料を使用している若しくは、成形された容器の内壁に直接にバリア層を蒸着する技術も提案されている（ＷＯ９８４２８９１号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９８４２８９１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、紙基材にヒートシール性ポリマーが積層されたシート状紙製積層材料から成形され、側壁及び底面に該材料の端面の不連続内面を有し、上部に開口を有する容器を準備し、バリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）を容器内部に供給し、該内部に内側から高エネルギー線を照射して、容器上部の内面に該ヒートシール性ポリマーを露出させるように、該容器上部の内面を除き容器内面全体にＳｉＯｘ層のバリア層を形成すると共に容器内部を殺菌し、液体食品の容器内部への充填中若しくは充填前に残存バリア材料前駆体ガス若しくは副生成物ガスを容器内部から排出することを含む充填方法である。
【０００６】
この発明において、容器上部の内面にヒートシール性のポリマーが露出させるように、容器上部の内面を除き容器内面全体をバリア層で被覆する、充填方法である。
【０００７】
この発明の別の態様は、紙基材にヒートシール性ポリマーが積層されたシート状紙製積層材料から成形され、側壁及び底面に該材料の端面の不連続内面を有し、上部に開口を有する容器を準備し、容器内部に容器開口から挿入されて液体食品を充填する充填ノズルと、充填前の容器内部を、容器上部の内面を除き容器内面全体に内側から高エネルギー線で照射する高エネルギー線照射源と、バリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）を容器内部に供給する供給路を備え、該供給路と該充填ノズルとが併設され若しくは兼用され、液体食品の容器内部への充填中若しくは充填前に残存バリア材料前駆体ガス若しくは副生成物ガスを容器内部から排出する、充填装置である。
【０００８】
この発明の参考の態様は、シート状紙製積層材料から成形された容器であって、成形された容器の内面が、側壁及び底面の不連続内面を含めて、充填直前に容器内部を高エネルギー線で照射して形成されたバリア層を備える包装充填容器である。
【０００９】
この発明の好ましい態様において、バリア層がＳｉＯｘ層であり、このxが１．５〜２．５の範囲を持っている、包装充填容器である。
【００１０】
この発明の好ましい態様において、高エネルギー線源が、紫外線源であり、紫外線の範囲内の波長で高エネルギー線源を放射する少なくとも１つのエキシマー紫外線ランプである。
【発明の効果】
【００１１】
折り畳まれてまた重ねられて成形された容器では、その内面に、露出した包材端面、細かい溝、小さい隙間、ギャップが存在する。
従来技術の包装積層材料にバリア層を形成していると上記不連続部分をバリアすることができない。この発明によって、これらの端面、溝、隙間及びギャップを覆うようにバリア層を形成することができるので、切れ目ない連続のバリア層の形成することができる。
【００１２】
この発明によって、中身製品と接触する最内層に、切れ間ないバリア層が形成されるので、芳香、風味などを逃がすことがない。ジュース、お茶など非常に敏感な中身製品を充填する場合に有効である。
【００１３】
この発明によって、液体食品用の充填ノズルとバリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）用のガス供給路を兼用若しくは併設するので、液体食品の充填ステップとバリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）の供給ステップとを瞬時に移行できプロセスの迅速化に貢献し、液体食品の充填によって残存バリア材料前駆体ガス若しくは副生成物ガスを容器内部から自動的に有効に排出する。
【００１４】
必要であれば、液体食品の充填後に、容器の開口部をシールする直前に無菌窒素ガスなどの開口部付近の吹込みにより、無菌ガスで置換することもできる。
【００１５】
この発明によって、高エネルギー線の照射により、容器内部を殺菌し、無菌状態で直ちに液体食品を充填するので、過酸化水素などの化学殺菌剤を必要としない。また、使用するエネルギーを有効利用することができる。
この発明によって、容器内部が殺菌されるので、賞味期限、品質保証期間を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明による、シート状包装積層材料から成形された紙容器に充填する装置の実施例の概略図である。
【図２】図２は、この発明を説明する参考として、ボトル状容器に充填する装置の参考例の概略図であり、バリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）を容器内部に供給する態様を示す。
【図３】図３は、図２に示す参考例の概略図であり、液体食品を容器内部に充填すると共に残存バリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）及び副生成ガスを容器内部から排気する態様をを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明において、包装積層材料の層の構成例は、印刷層や防水性熱可塑性材料層などの最外層／紙層／ポリアマイドのブレンド層／接着層／ヒートシール性ポリマー層（ポリオレフィン）などがある。
このポリオレフィンは、低密度ポリエチレン（ＬDPＥ）またはメタロセン触媒による線形低密度ポリエチレン（mLＬＤＰＥ）などがある。ポリアマイドのブレンドは、ナイロンMXＤ−６およびナイロンPＡ−６の混合である。
【００１８】
この発明による充填方法の例は、先ず、ウエブ状の包装積層材料を準備し、この包材から所定形状に切断し、ブランクスを形成する。その後、底をシールして底のあるブランク（開口容器）を形成するこの容器の上部が開口されている。
【００１９】
この充填工程は、１工程若しくは複数工程で行われる。
上部が開口した容器に、中身製品を充填する前、もちろん容器の上部開口をシールする前に、エキシマー紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）あるいはプラズマのような高エネルギー源から、高エネルギーを照射する。照射と共に、バリア層形成原料ガス（バーリア材料前駆体ガス）を容器内部に供給する。
この照射により、容器の内部上で急速にバリア層のコーティングを形成する。
【００２０】
バリア層形成原料ガスとして、例えば、テトラメチル・ジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）またはヘキサメチル・ジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）のような気化された有機シリコン化合物などがある。この場合、ＳｉＯｘの層が内壁上に形成される。
また、炭素に基づいた原料が供給される場合、エネルギー源の露出（照射）により、ダイヤモンド様の炭素層が形成される。
これらは、大気の条件の下で行うことがでる。
【００２１】
容器の上部は、シール性のポリオレフィンを表面にしておくために、高エネルギー線の照射（露出）から保護することができる。この保護により、十分なシールが可能となる。
エネルギー源からの高エネルギー線の照射（露出）により、（殆どの）実質的に微生物を殺し、コーティング表面は、無菌状態にする。
【００２２】
この発明による充填装置の図１の例では、容器（１）内部に挿入されて中身製品（液体食品）を充填する充填ノズル（３）と、充填前の容器内部を高エネルギ一線で照射する高エネルギー線照射源（図示せず）と、バリア層形成原料ガス（バリア材料前駆体ガス）を容器内部に供給する供給路（図示せず）を備える。管状の充填ノズルの外周囲側に高エネルギー線照射源を併設し、下方には、供給路の供給口と液体中身製品の充填口を設けて組み合わせる。
管状の充填ノズルと高エネルギー線照射源とが、上部開口から容器内に挿入され、バリア層形成原料のモノマー（前駆体）ガスを容器内部に吹き、高エネルギ一線を照射して、バリア層を形成する。
【００２３】
必要に応じて設けられる除去用口から出た無菌空気は、エネルギー線照射（露出）中若しくは照射後に、前もって酸化副産物を除去し、かつ無菌の空気は表面を冷却する。
バリア層を形成する後、液体中身製品が充填バルブを通って充填される。次いで、充填バルブが充填後に容器から出る。最後に、容器上部がシールされる。このバリア層形成により、容器内部の底部分からの微小な漏出も遮蔽する。パッケージに優れた芳香障壁特性を与える。
【００２４】
この実施態様のポリアミドのブレンド層とのコンビネーションは、バリア層形成が容器上部に行われていなくても、容器に非常によい酸素バリア性能を与える。バリア層形成が風味合成物の吸収を減少するとともに、中身製品と絶えず接触している表面が、バリア層で覆われていることを意味し重要である。
【００２５】
一方、容器上部では、中身製品との直接の接触がなく、むき出しの表面が非常に小さいとともに、比較的小さなトップ表面は芳香吸収に影響しない。
また、開口装置が充填の前に容器にシールされている場合、開口装置の内側がバリア層でコーティングされ、容器への薄いバリア層とともに、開口装置のバリア性能も改善する。
【００２６】
この発明の参考の態様において、図２及び図３に示すように、容器がボトル形状であっても良い。この態様の容器（１）は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンの共重合体、ポリエチレンの共重合体、ポリエチレン・テレフタレート、ポリエチレン・テレフタレートの共重合体あるいはそれの混合物のような材料から構成されてもよい。
この容器は、最終の容器形状であっても、プリホーム予備的成形品であってもよい。
【００２７】
バリア層形成原料（バリア材料前駆体ガス）は、図２に示すように、供給路（４）から供給される。このバリア層形成原料はガス混合物であって、酸化剤ガスおよびキャリヤーガスと有機ケイ素前駆体ガスを混合することにより準備されている。有機ケイ素前駆体ガスはそれの１つ以上の有機ケイ素、有機シロキサンあるいは組合せを含んでいるかもしれない。例えば、ヘキサメチル・ジシランおよびテトラメチルとヘキサメチルのジシロキサンなどである。
酸化剤ガスは亜酸化窒素または酸素のガスであっても良い。
キャリヤーガスほアルゴン、窒素あるいはヘリウムなどである。
【００２８】
図２に示す態様では、容器の外側から高エネルギー線を照射するので、重合体の容器の材料構成が紫外線などの高エネルギー線に透明でなければならない。これは容器内部のガス混合物を照射するからである。
【００２９】
図２に示す実施態様では、容器の内部の壁は、ガス混合物から作成されたＳｉＯｘバリア層でコーティングされる酸素を含んでいる前駆体を含む、照射ガスの化学反応の一般的な記載は、米国特許番号４，７５３，８１８で示される。
【００３０】
図３に示すように、供給路（３）を兼用する若しくは併設する充填ノズル（４）から液体食品を充填されている間に、容器の内部中の残りのガスは、容器（１）からその開口部（１ａ）より除去される。
【００３１】
容器（１）は複数の紫外線源（５）によって実質的に囲まれる。好ましい具体態様では、指定された波長で紫外線を放射する円筒状のエキシマー・ランプである。すなわち、本発明の好ましい態様の中で、エキシマー紫外線の技術が、容器の内部のＳｉＯｘバリア層を成形するガス混合物を照らすために利用される。
この態様において、例えば、ＳｉＯxバリア層の厚さはおよそ５０〜５００ナノメーターである。本発明はこの特定の範囲に制限されるべきでない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明の充填方法及びその充填装置は、牛乳、ジュース、清酒、焼酎、ミネラルウオーター及びその他飲料の液体食品を包装するために用いられる。
【図１】
0004697721.tif 000002
【図２】
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【図３】
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