(57)【要約】【課題】  円筒状の酸性内容液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小さく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、内容物の変質の小さい酸性内容液を充填した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、ｐＨが４未満の酸性内容液を６５℃〜８０℃の温度範囲で充填して、密封直後の内圧が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体不活性ガスを所定量滴下してキャップを密閉状に装着し、ｐＨが４．０未満の酸性飲料等に係る食品衛生法の製造基準である充填後、容器の殺菌のための６５℃で１０分間の保持時間という条件を十分満たすため、６５℃以上、内容液の充填温度以下の温度範囲の熱水シャワーを一定時間容器に降り注ぐ。【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、ｐＨが４未満の酸性内容液を６５℃〜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ことを特徴とする酸性内容液の熱可塑性樹脂製容器充填方法。
【請求項２】
内容液を充填後、内容液の温度を６５℃以上の温度で１０分間以上保持するための、６５℃以上、内容液の充填温度以下の温度範囲の熱水シャワーによる殺菌工程を有することを特徴とする請求項１記載の酸性内容液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記載の酸性内容液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、酸性内容液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、特には殺菌を必要とするたとえば果汁飲料、食酢を含有する飲料等の酸性内容液の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への充填方法として、所謂高温充填と呼ばれる方法があり、この方法は一般的な例として、９０℃前後の温度で内容液を加熱殺菌し、６５℃ないし８５℃の温度でこれを殺菌処理されていない容器に充填し、キャップをして密封後、容器の殺菌のために所定の保持時間をとってから冷却することにより製品化するものである。
【０００３】
そして果汁飲料等では多くの場合５℃程度に冷やした状態でも販売されるので、この冷却により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）
【０００４】
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。４００ｋＰａ程度の内圧に耐えるように、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】
【０００５】
ここで、上記したように果汁飲料用等の耐熱用ＰＥＴボトルのような、特には殺菌を要する酸性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、ヘッドスペース内の空気（酸素）により内容物が変質し易くなるという問題もある。
【０００６】
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、円筒状の酸性内容液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、内容物の変質がおこり難い酸性内容液を充填した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】
【０００７】
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、ｐＨが４未満の酸性内容液を６５℃〜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こと、にある。
【０００８】
本発明において、容器に充填される酸性内容液は、ｐＨが４．０未満のものであり、これには天然果汁、果汁飲料、果肉飲料、果汁入り清涼飲料、果粒入り果実飲料、レモンティー、食酢を含有する飲料等の酸性飲料が含まる。
【０００９】
これらｐＨが４．０未満の酸性飲料等に関しては、食品衛生法の製造基準では充填後、容器の殺菌のための６５℃で１０分間の保持時間という規定があり、請求項１の上記方法で充填温度を６５℃以上の温度とするのは上記食品衛生法の規定を満たすための必要条件である。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で容器が変形するので充填温度を８０℃以下とする。ここで容器の熱変形を確実に抑制する点からは、充填温度を好ましくは７５℃以下、より好ましくは７０℃以下とするのが良い。
【００１０】
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。
【００１１】
請求項１記載の上記方法により、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肉厚にすることなく、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。
【００１２】
また、５℃に冷却した状態での内圧を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がなく、外観上も、実用上も問題のない製品として提供することができて、今までにないすっきりした外観のボトルで飲料を提供することができ、商品性の向上が期待されると共に、保管あるいは輸送時の積載状態等による座屈変形も十分に防止することができる。
【００１３】
逆に内圧が４０ｋＰａ未満になると、保管あるいは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。
【００１４】
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極めて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、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低く抑えることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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、内容液を充填後、内容液の温度を６５℃以上の温度で１０分間以上保持するための、６５℃以上、内容液の充填温度以下の温度範囲の熱水シャワーによる殺菌工程を有すること、にある。
【００１７】
請求項２記載の上記方法はｐＨが４．０未満の酸性飲料等に係る食品衛生法の製造基準である充填後、容器の殺菌のための６５℃で、１０分間の保持時間という条件を十分満たすためのものであり、たとえば容量の比較的小さい容器におけるように内容液の冷却が速く、７０℃近傍の温度で容器に充填しても６５℃以上の温度を１０分以上確保できない場合には、６５℃以上、内容液の充填温度以下の温度範囲の熱水シャワーを一定時間容器に降り注ぐことにより、上記製造基準を十分達成することが可能となる。
【００１８】
ここで、熱水シャワーの温度および、この熱水シャワーを降り注ぐ時間は、内容液の充填温度、容器の容量等に関連して、内容液の温度が６５℃、１０分を満たすように適宜決めることができるが、容器の熱変形を抑制する点から熱シャワーの温度は７０℃以下であることが好ましい。
【００１９】
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、による。
【００２０】
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形状の炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルを使用することができ、これら耐圧ＰＥＴボトルは４００ｋＰａの内圧に対する耐圧変形性を有するもので、その形状は基本的には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）状の底部とするものである。
【００２１】
６５〜８０℃でＰＥＴボトルに酸性内容液を充填することにより、充填後６５℃で１０分の保持時間というｐＨ４未満の酸性飲料に係る食品衛生法の製造基準を満たすことができ、また８０℃を超える温度では４００ｋＰａ以下の内圧でも底部の陥没部が反転して膨出してしまう傾向がある。
【００２２】
また従来の炭酸用飲料用の耐圧ＰＥＴボトルは、加圧状態すなわち内圧が正の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、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、従来の炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルでも、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がなく、外観上も、実用上も問題のない製品として提供する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も十分に防止することができる。
【００２３】
また、逆に内圧が４０ｋＰａ未満になると、保管あるいは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。
【００２４】
なお、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、エチレンナ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。
【００２５】
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。
【００２６】
ここで、容器は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、ＰＥＴ製ボトルの場合、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、口筒部のネジ山を欠部を有する形状とする場合もある。
【発明の効果】
【００２７】
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無くすことができ、外観上も、実用上も問題のない製品として提供する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抑えることができる。
【００２８】
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極く小さくすることもできる。
【００２９】
そして、胴部が円筒状の容器を使用することにより、胴部に減圧パネル等の凹凸のない、今までにないすっきりした外観のボトルで酸性飲料を提供することができ、商品性の向上が期待される。
【００３０】
請求項２記載の発明にあっては、６５℃以上、内容液の充填温度以下の温度範囲の熱水シャワーを容器に降り注ぐことにより、ｐＨが４．０未満の酸性飲料等の殺菌に係る食品衛生法の製造基準を十分達成することが可能となる。
【００３１】
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形状の炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルを使用することができ、これら耐圧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がなく、外観上も、実用上も問題のない製品として提供する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も十分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】
【００３２】
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。
【００３３】
図２は充填工程を概略的に示した説明図であり、内容液充填ノズル１３で果汁飲料等の内容液を高温充填する工程（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、置換する工程（ｂ）、そしてキャップ１５を密閉状に装着する工程（ｃ）を示す。
【００３４】
充填工程終了後は、内容液の温度が６５℃以上になるようにして１０分間保持して殺菌処理を施す。この際ＰＥＴボトル１の姿勢を横倒し、あるいは倒立状態等にもし、キャップ１５の内面にも内容液１１が接触するようにして殺菌を行う場合等がある。容量が比較的小さな容器の場合には、７０℃程度の温度で高温充填しても内容液の冷却速度が速いので６５〜７０℃程度の温度の熱水シャワーをボトルに降り注いで内容液の６５℃以上の温度を確保する。
【００３５】
図３に示すグラフは、２７０ｍｌ用（充填量２７０ｍｌ、ヘッドスペース約２０ｍｌ）のＰＥＴボトルを使用して、１７０℃の内容液を高温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、キャップ５を装着した直後における内圧を横軸に、上記１０分間の殺菌処理後、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１６０ｋＰａ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。
【００３６】
使用するＰＥＴボトルの形状、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の滴下量を決めることができる。
【００３７】
なお、以上説明した実施例では、耐圧ＰＥＴボトルを用い、液体窒素を適当量滴下して、低温においても内圧を加圧状態で保持する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以外の熱可塑性樹脂を使用することができ、また液化不活性ガスを滴下する替わりに不活性ガスを直接充填することも可能であり、ｐＨ４未満の酸性内容液における殺菌処理工程を必要とする用途向けの容器への内容液の充填方法として一般的にその作用効果が発揮されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
たとえば、従来より一般的に使用される炭酸飲料用の耐圧ＰＥＴボトルを、高温充填工程を要する飲料用に使用することができ、今までにないすっきりした外観で、また品質変化のより抑制された状態で、果汁飲料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に使用するＰＥＴボトルの一例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の一例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】
【００４０】
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】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005350091.tif 000007
【図７】
2005350091.tif 000008
【図８】
2005350091.tif 000009
【図３】
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