(57)【要約】【課題】  円筒状の液体食品用の熱可塑性樹脂製容器において、高温充填に係る冷却後の減圧による変形を無くし、またヘッドスペース内の酸素量を極く少量とするための充填方法の創出を課題とし、もって外観性に優れ、内容液の変質のない液体食品製品を提供することを目的とする。【解決手段】  胴部が円筒状の熱可塑性樹脂製容器に、液体食品を６０℃〜８０℃の温度範囲で充填して、密閉直後の内圧が４００ｋＰａ以下になるように、また５℃に冷却した状態での内圧が４０ｋＰａ以上になるように液化不活性ガスを所定量滴下してキャップを密閉状に装着する充填工程を有し、充填工程終了後、冷却により１０分後の内容液温度を６５℃未満の状態とする液体食品の熱可塑性樹脂製容器充填方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部が円筒状の熱可塑性樹脂製容器に、液体食品を６０℃〜８０℃の温度範囲で充填して、密閉直後の内圧が４００ｋＰａ以下になるように、また５℃に冷却した状態での内圧が４０ｋＰａ以上になるように液化不活性ガスを所定量滴下してキャップを密閉状に装着する充填工程を有し、
該充填工程終了後、冷却により１０分後の内容液温度を６５℃未満の状態とすることを特徴とする液体食品の熱可塑性樹脂製容器充填方法。
【請求項２】
充填工程終了後、冷却媒体として水シャワーを用いて内容液を冷却する請求項１記載の液体食品の熱可塑性樹脂製容器充填方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂製容器がポリエチレンテレフタレート製ボトルであることを特徴とする請求項１または２記載の液体食品の熱可塑性樹脂製容器充填方法。
【請求項４】
ポリエチレンテレフタレート製ボトルの、内容液を充填しキャップを密閉状に装着した状態での５℃における座屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上としたことを特徴とする請求項３記載の液体食品の熱可塑性樹脂製容器充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体食品の熱可塑性樹脂製容器への充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、醤油、醤油含有調味料、食酢、料理酒等の液体食品は硝子壜の他にも、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）ボトル等の熱可塑性樹脂製容器に充填され市販されている。
【０００３】
液体食品のＰＥＴボトル等の熱可塑性樹脂製容器への充填方法として、６０℃ないし８０℃の内容液を容器に充填し、キャップをして密封後、冷却することにより製品化するものがある。
【０００４】
そして液体食品は室温の状態で販売、保管されるので、高温の内容液が充填された場合、容器内がかなりの減圧状態となる。このため、減圧による容器の陥没状の変形を抑制するため、あるいは変形を外観上目立たないようにするためにたとえば特許文献１に示されるように減圧吸収パネル７、あるいは各種リブ８を有した形状の所謂耐熱用ＰＥＴボトルが使用される。（図４参照）
【０００５】
一方特許文献２には、底部を複数の脚を突出した形状とした炭酸飲料用の所謂耐圧ＰＥＴボトルについての記載がある。図５はこのペタロイド状の底部４を有する耐圧ＰＥＴボトルの代表的な一例を示し、底部４に複数の脚６を形成したものである。また、図６には炭酸飲料用の用途に使用される耐圧ＰＥＴボトルの代表的な他の例を示す。発泡性内容液等により生じる４００ｋＰａ程度の内圧にも耐えるように、胴部３を円筒状とし、底部４にシャンパンのボトル様の陥没部５を形成された形状として、ボトル自体の耐圧性を向上させると共に、開栓時における炭酸ガスによる内圧の逃げを良くするガス抜き溝の作用効果を発揮せしめるべく、口筒部２のネジ山２ａは、欠部２ｂを形成している。
【特許文献１】特開平１０−５８５２７号公報
【特許文献２】特開平７−２６７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記したように、耐熱用ＰＥＴボトルのような、特には殺菌を要する内容液用の容器では、高温充填に係る減圧の問題で、炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルのように胴部が円筒状で、減圧吸収パネル、リブ等の凹凸のないすっきりした外観の容器を使用できないという問題がある。また、内容液によってはヘッドスペース内の空気（酸素）により変質し易くなるという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、円筒状の液体食品の熱可塑性樹脂製容器において、高温充填に係る冷却後の減圧による変形を無くし、またヘッドスペース内の酸素量を少量とするための充填方法の創出を課題とし、もって外観性に優れ、内容物の変質のない液体食品製品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】
【０００８】
上記技術的課題を解決する請求項１記載の発明の方法は、
胴部が円筒状の熱可塑性樹脂製容器に、液体食品を６０℃〜８０℃の温度範囲で充填して、密閉直後の内圧が４００ｋＰａ以下になるように、また５℃に冷却した状態での内圧が４０ｋＰａ以上になるように液化不活性ガスを所定量滴下してキャップを密閉状に装着する充填工程を有すること、
充填工程終了後、冷却により１０分後の内容液温度を６５℃未満の状態とすること、
にある。
【０００９】
本発明において、容器に充填される液体食品としては、塩や醤油等を主成分とする調味料、ソース、みりん、みりん風調味料、食酢、ドレッシング等がある。
【００１０】
請求項１の上記方法で充填温度を６０℃以上の温度とすることにより、内容液及び内容液による容器の殺菌効果が期待できる。また、充填温度が８０℃を超えると後述する４００ｋＰａにも達する充填直後の内圧の影響で容器が熱による変形を生じるおそれがある。
【００１１】
なお本願発明では、内圧を外気圧との差圧で示しており、たとえば内圧０ｋＰａは外気圧（常圧１気圧（略１０１ｋＰａ））と釣り合った状態を示す。
【００１２】
請求項１記載の充填工程より、高温充填直後の内圧を４００ｋＰａ以下とすることにより、たとえば従来から一般的に使用されている炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルがそうであるように、特に容器の壁の厚さを厚肉にすることなく、すなわち容器の生産性、コストダウン、省資源等の面から実現可能な肉厚で、容器の不正な変形を抑えることが可能となる。
【００１３】
また、５℃に冷却した状態での内圧を不活性ガスにより４０ｋＰａ以上の加圧状態、より好ましくは５０ｋＰａ以上の加圧状態とすることにより、比較的寒冷地での使用を含めて、容器の内側方向への力に対して陥没変形し易い性質を有する円筒状の容器においても特に減圧吸収パネルを設けることもなく壁の陥没状の変形をなくすことができると共に、保管あるいは輸送時の積載状態等による座屈変形を防止することができ、すっきりとした外観を有し、変形等の問題のない液体食品を提供することができる。
【００１４】
逆に内圧が４０ｋＰａ未満になると、輸送時の積載状態等によっては、外力により胴部等の壁の一部が陥没変形したり、容器が座屈変形したりする場合がある。
【００１５】
また、内容液を高温充填後、液体窒素等の液化不活性ガスを所定量滴下して、液化不活性ガスの一部を内容液の液面レベルで気化させてヘッドスペース内に存在する空気（酸素）の大部分を容易に効率的に置換して容器外部に追い出すことができるので、ヘッドスペース内の酸素濃度を低いレベルに抑えることができ、内容液中に含まれる溶存酸素量も減少させることができる。
【００１６】
ここで、液体窒素等の液化不活性ガスの適正な滴下量は、容器の形状、容器を形成する熱可塑性樹脂の剛性、またヘッドスペースの空気を十分追い出すための時間に関連する滴下開始からキャップの密閉状の装着までの時間等により変化するものであり、また勿論のことではあるが一定の条件下では充填直後の内圧が高いほど５℃に冷却した状態での内圧が高くなるというように１対１の関係であるので、滴下量のレベルをいくつか変えて実験することにより好適な滴下量を設定することが可能である。
【００１７】
また充填工程終了後、ガラス転移温度以上の温度で長時間放置すると容器に熱変形が生じるおそれがあるが、請求項１記載の方法により１０分後の内容液温度を６５℃未満とすることにより、この熱変形を防ぐことができる。なおより好ましくは、１０分後の内容液温度を６５℃未満とし、そしてさらに充填工程終了後１２〜１５分後の内容液の温度を４５℃以下にするのが良く、より確実に容器の熱変形を防ぐことができる。また、内容液の冷却としては、冷水シャワー、冷水へのどぶ漬け、冷風等の冷却媒体を用いる手段がある。なお、充填温度が６５℃近傍の場合には特に冷却手段を用いることなく放冷することもできる。
【００１８】
ここで、１０分という時間は、容器およびキャップ内面の殺菌に使用する時間等を含む場合もある。充填後容器を横倒し姿勢、あるいは倒立姿勢等にして、充填直後で高温である内容液をキャップの内面にも接触させて殺菌する。殺菌のための時間は内容液の充填温度、ライン速度等を考慮しながら容器およびキャップが十分に殺菌処理されるように設定されるが、この殺菌時間を長くする必要がある場合には、その分充填温度から６５℃未満の温度への冷却時間が短くなるので速やかに内容液を冷却する必要がある。
【００１９】
請求項２記載の発明の方法は、請求項１記載の発明において、充填工程終了後、冷却媒体として水シャワーを用いて内容液を冷却すること、にある。
【００２０】
請求項２記載の上記方法により、効率良く短時間に内容液を冷却することができる。ここで、水シャワーの温度および、この水シャワーを降り注ぐ時間は、ライン速度、内容液の充填温度、容器の容量等に関連して、適宜決めることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明の方法は、請求項１または２記載の方法において、熱可塑性樹脂製容器がＰＥＴ製ボトルであること、にある。
【００２２】
請求項３記載の上記方法において、ＰＥＴ製ボトルとしては従来より一般的に使用されている炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトル様の形状のボトルも使用することができる。耐圧ＰＥＴボトルは基本的にはリブ等による凹凸のない円筒状の胴部を有し、減圧吸収パネルを有さず、シャンパンボトル状の陥没部を形成した底部、あるいは複数の脚を突出した所謂ペタロイド（花弁）状の底部を有し、４００ｋＰａ程度の内圧に対する耐圧変形性を有する。
【００２３】
また、上記の耐圧ＰＥＴボトルは加圧状態すなわち内圧が正の値の際には変形のない形状であるものの、逆に減圧状態で内圧が負の値を示す状態、すなわち力が外側から作用する際には変形を起しやすい形状であるが、不活性ガスにより５℃に冷却した状態での内圧を４０ｋＰａ以上の加圧状態とすることにより、特に減圧吸収パネルを設けることもなく減圧による壁の陥没状の変形をなくすことができると共に、保管あるいは輸送時の積載状態等による座屈変形を防止することができる。
【００２４】
５℃に冷却した状態の内圧が４０ｋＰａ未満になると、輸送時の積載状態等によっては、外力により胴部等の壁の一部が陥没変形したり、ボトルが座屈変形したりする場合がある。
【００２５】
なお、内容液充填時に加熱状態となることから、口筒部の不正変形を防ぐために、口筒部には熱結晶化による白化処理等の耐熱処理を行うことが好ましい。また、内容液の種類、使用環境等を考慮して開栓時における内容液の外部への飛び出しというような問題を防ぐために、口筒部をネジ山に欠部を有する形状とする場合もある。
【００２６】
また、本発明に使用するＰＥＴ製ボトルにはＰＥＴ樹脂が使用されるが、ＰＥＴ樹脂の本質が損なわれない限り、エチレンテレフタレート単位を主体として、他のポリエステル単位を含む共重合ポリエステルも使用でき、また、耐熱性等を向上させるためにナイロン系樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等の樹脂をブレンドして使用することもできる。
【００２７】
また、本発明に使用するＰＥＴ製ボトルは、ＰＥＴ製ボトルとしての本質が損なわれない限り、耐熱性、ガスバリア性等の向上のために、たとえばＰＥＴ樹脂／ナイロン樹脂／ＰＥＴ樹脂のようにナイロン樹脂等の中間層を有したものであっても良い。さらには、ボトル内面あるいは外面、もしくは内外面に炭素膜やシリカ化合物の膜を蒸着等の手段により形成し、ガスバリア性を高めたＰＥＴボトルを使用しても良い。
【００２８】
請求項４記載の発明の方法は、請求項３記載の方法において、ＰＥＴ製ボトル、内容液を充填しキャップを密閉状に装着した状態での５℃における、座屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上としたこと、にある。
【００２９】
請求項４記載の上記方法により、保管あるいは輸送時の積載状態等による座屈変形をより確実に防止することができる。すなわち、多くの場合ＰＥＴ製ボトルをたとえば１ダース分ケースに収納し、このケースをパレット上に整列積載し、さらにパレットを数段積み重ねて保管あるいは輸送するが、座屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上とすることにより、パレット最下段に位置するＰＥＴ製ボトルにおいても、現在使用されている積載形態において確実にその座屈変形を防止することができる。なお、上記座屈強度は、直径１００ｍｍの円盤を使用して５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で正立状態の容器をその上部（口部側）から底部へ向けて圧縮し、容器が座屈した時の値を示す。
【００３０】
なお、上記請求項４記載の５℃における座屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上とする発明を特定するための要件は、多くのボトルの場合５℃に冷却した状態での内圧を４０ｋＰａ以上とすることにより達成可能ではあるが、なお座屈強度が不足する場合には、５℃における内圧をさらに高く設定するか、ボトルの形状あるいは肉厚分布等の変更により、この座屈強度屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は上記した方法であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、液化不活性ガスを滴下して５℃に冷却した状態での内圧を４０ｋＰａ以上とすることにより、胴部が円筒状の容器であっても特に減圧吸収パネルを設けることもなく壁の陥没状の変形を防止することができ、今までにないすっきりした外観を有し、変形等の問題もない液体食品製品を提供することができる。
【００３２】
また、液体窒素等の液化不活性ガスを所定量滴下する方法により、液化不活性ガスの一部を内容液の液面レベルで気化させてヘッドスペース内に存在する空気（酸素）の略全量を容易にかつ効率的に置換して、ヘッドスペースにおける酸素濃度を略０にすることもできるので、酸化等による内容物の味、色等に係る変質を長期に亘ってより低く抑えることができる。
【００３３】
また、充填工程後、１０分後の内容液温度が６５℃未満の状態であることにより、早急に内容液の温度を容器を形成する合成樹脂のガラス転移温度以下の状態として容器の熱変形を防ぐことができる。
【００３４】
請求項２記載の発明にあっては、冷却媒体として水シャワーを用いることにより、効率良く短時間に内容液を冷却することができる。
【００３５】
請求項３記載の発明にあっては、従来より一般的に使用されている炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトル様の形状のボトルも使用することができる。耐圧ＰＥＴボトルは外力、あるいは内部の減圧に対しては変形を起しやすい形状であるが、５℃に冷却した状態での内圧を４０ｋＰａ以上の加圧状態とすることにより、特に減圧吸収パネルを設けることもなく壁の陥没状の変形をなくすことができ、今までにないすっきりした外観を有し、変形等の問題もないＰＥＴボトルを用いた液体食品製品を提供することができる。
【００３６】
請求項４記載の発明にあっては、ＰＥＴ製ボトルの、内容液を充填しキャップを密閉状に装着した状態での５℃における、座屈強度を３９２．３Ｎ（４０ｋｇｆ）以上とすることにより、輸送時の積載状態等による座屈変形をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に用いるＰＥＴボトル１の一例を示すものであり、口筒部２は口径２８ｍｍφで、熱結晶化処理により白化されており、また胴部３は円筒状であり、底部４にはシャンパンのボトル様の陥没部５が形成されている。
【００３８】
図２は、内容液充填ノズル１３で醤油含有調味料等の液体食品を高温充填し（ａ）、液体窒素供給ノズル１４で液体窒素１２を所定量滴下し、液体窒素１２の一部を気化させて、ヘッドスペース１６に存在している空気を排出、置換し（ｂ）、そしてキャップ１５を密閉状に装着する（ｃ）充填工程を概略的に示した説明図である。
【００３９】
上記充填工程において図１に示す形状で、全高２０４ｍｍ、胴部最大径７３．５ｍｍ、重量３２ｇのＰＥＴボトルを使用し、水を６００ｍｌ充填して、液体窒素１２を滴下した場合としない場合のＰＥＴボトル１中の酸素量の測定値の一例を以下に示す。（酸素量はいずれも標準状態での体積を示す。）
（１）液体窒素滴下の場合（充填量０．１１ｍｇ）  
ヘッドスペース内の酸素量    ０．６４ｍｌ
内容液中の酸素量            １．０５ｍｌ
（２）液体窒素の滴下がない場合
ヘッドスペース内の酸素量    ３．９０ｍｌ
内容液中の酸素量            １．７６ｍｌ
上記（１）、（２）からヘッドスペースにおいては８４％、内溶液においては４０％程度の酸素が排出されていることが分かる。
【００４０】
充填工程終了後は、例えば、キャップ１５を装着した状態で、ＰＥＴボトル１の姿勢を横倒し、あるいは倒立状態等としてキャップ１５の内面にも充填直後で高温の内容液１１を接触させて殺菌を行う場合等がある。この殺菌等のための時間が必要な場合には内容液１１の充填温度、ライン速度等を考慮しながら、ＰＥＴボトル１およびキャップ１５が十分に殺菌処理されるように条件設定する。
【００４１】
冷却は、たとえば５０℃以下の水シャワーを降り注いで実施する等により効率的に達成することができる。水シャワーの温度、冷却時間はライン速度、内容液１１の充填温度、内容液１１の充填直後から上記殺菌時間等を含めて冷却を開始するまでに要した時間、ＰＥＴボトル１の容量等により適宜決めることができる。また水シャワーによる冷却に限らず、冷水へのどぶ漬け、冷風による冷却手段も使用することができる。また、この冷却は徐々に冷却媒体の温度を下げたり、多段式に冷却媒体の温度を下げるようにして行ってもよい。
【００４２】
図３に示すグラフは、６００ｍｌ用（充填量６００ｍｌ、ヘッドスペース約３０ｍｌ）のＰＥＴボトルを使用して、６５℃で内容液を充填する場合について試験した結果の一例であり、内容液を充填後にキャップ５を装着した直後における内圧を横軸に、冷却工程後、室温で１日放置、その後５℃の温度で１日放置した状態の内圧を縦軸に表したグラフであり、液体窒素１２の滴下量を適宜変えながら求めたデータを基にしたものである。このデータから５℃で４０ｋＰａの内圧を確保するためには、充填直後の内圧が略２１０ｋＰａ以上となるように液体窒素の滴下量を決める必要がある。
【００４３】
使用するＰＥＴボトル１の形状、充填温度毎に実験的に充填直後の圧力と冷却後の圧力の上記のような関係を、液体窒素１２の滴下量を適宜変えて求めておけば、冷却後の減圧状態を所定の値にするための液体窒素１２の滴下量を決めることができる。
【００４４】
ここで、ＰＥＴボトル１の保管あるいは輸送時の積載状態等により、１本のＰＥＴボトル１に係る荷重の算出例を以下に示す。
（１）算出の前提
ａ：内容液充填後の１本当りのＰＥＴボトル重量  ０．６４ｋｇ
ｂ：１ケース当りの収納本数                        １２本
ｃ：１パレット上１段当りの積載ケース数            １３ケ
ｄ：１パレット当りのケース積み付け段数              ５段
ｅ：パレット段積み制限                              ４段
ｆ：パレットの重量                                ４４ｋｇ
（２）荷重の計算
前記（１）の前提の基にして最下段の１本のＰＥＴボトル１に係る荷重は
（ａ×ｂ×ｃ×（ｄ×ｅ−１）＋ｆ×（ｅ−１））／（ｂ×ｃ）なる式により算出され、その値は１２７．５Ｎ（１３ｋｇｆ）であり、ＰＥＴボトルの肉厚あるいは積載方法のばらつき等を考慮して安全係数を３倍とすると３８２．５Ｎ（３９ｋｇｆ）となる。
【００４５】
なお、以上説明した実施例では、従来の耐圧ＰＥＴボトル様の形状のＰＥＴボトルを用いた方法について説明したが、本発明の方法はこの実施例の形状のボトルに限定されるものでなく、たとえば図７、図８に示すような従来より使用されているＰＥＴボトルも使用することができる。図７に示すＰＥＴボトルは肩部を階段状に形成したもの、また図８に示すＰＥＴボトルはさらに胴部３に多数の周状リブを形成したものであり、ボトルの剛性の向上と共に、外観的な差別化を図る目的を有するものである。またＰＥＴ製に限定されるものでなく、たとえば、ＰＥＴ以外の熱可塑性樹脂製容器にも使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
今までにないすっきりした外観の容器で、また酸化等による品質変化のより抑制された状態で、熱可塑性樹脂製容器入り液体食品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に使用したＰＥＴボトルを示す全体正面図である。
【図２】本発明の充填方法の概容を示す説明図である。
【図３】高温充填時の内圧と５℃冷却時の内圧の関係を示すグラフである。
【図４】減圧吸収パネルを有したＰＥＴボトルの一例を示す全体正面図である。
【図５】炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルの一例を示す全体正面図である。
【図６】炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルの他の例を示す全体正面図である。
【図７】ＰＥＴボトルの他の例を示す全体正面図である。
【図８】ＰＥＴボトルのもう一つの他の例を示す全体正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ；ＰＥＴボトル
２  ；口筒部
２ａ；ネジ山
２ｂ；欠部
３  ；胴部
４  ；底部
５  ；陥没部
６  ；脚
７  ；減圧吸収パネル
８  ；リブ
１１；内容液
１２；液体窒素
１３；内容液供給ノズル
１４；液体窒素供給ノズル
１５；キャップ
１６；ヘッドスペース
【図１】
2005350090.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005350090.tif 000007
【図６】
2005350090.tif 000008
【図７】
2005350090.tif 000009
【図８】
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