(57)【要約】【課題】  壜体、特には壜体の胴部の形状により１２０〜１３０℃程度の温度におけるレトルト処理での底部の変形を抑制することを課題として、レトルト食品向けにも、起立性という機能が確実に発揮され、レトルト処理を要する用途に安心して使用できる合成樹脂製壜体の提供を目的とする。【解決手段】  底部の底面に起立のための接地部を配設し、この接地部を基端として底面を内方に窪ませて底上げ部を形成した合成樹脂製壜体であって、１２０〜１３０℃の温度での蒸気式レトルト処理を実施した際に、胴部の壁が可逆的に膨出変形可能とし、この胴部壁の膨出変形により壜体内部とレトルト釜内の差圧が０．０５ＭＰａ以下、より好ましくは０．０３ＭＰａ以下の範囲に維持されるように構成する。【選択図】図１
2007030893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部(5)底面(5a)に起立のための接地部(22)を配設し、該接地部(22)を基端として底面(5a)を内方に窪ませて底上げ部(23)を形成した壜体(1)であって、１２０〜１３０℃の温度での蒸気式レトルト処理を実施した際に、胴部(4)壁が可逆的に膨出変形可能とし、該胴部(4)壁の膨出変形により壜体(1)内とレトルト釜内の差圧が０．０５ＭＰａ以下、より好ましくは０．０３ＭＰａ以下の範囲に維持されるように構成した合成樹脂製壜体。
【請求項２】
底部(5)底面(5a)に円環状の接地部(22)を配設し、該接地部(22)を基端として底面(5a)を壜体(1)内方に凸状に窪ませて底上げ部(23)を形成した請求項１記載の合成樹脂製壜体。
【請求項３】
レトルト処理後の接地部(22)の外径を処理前の外径の８５％以上とした請求項２記載の合成樹脂製壜体。
【請求項４】
ポリエチレンテレフタレート系樹脂製の二軸延伸ブロー成形品であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の合成樹脂壜体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレトルト処理を必要とする用途に使用される合成樹脂製壜体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においてはポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記載する。）樹脂製壜体等の合成樹脂製壜体が、レトルト処理を必要とする食品向けへも使用されるようになってきている。この場合、レトルト処理は食品を室温〜１００℃程度の温度で壜体に充填、口筒部をキャップで密閉した状態で、レトルト釜内で加圧加熱水あるいは加熱蒸気を利用して、１００℃以上の温度で数１０分程度の時間の加熱殺菌を行う。
【０００３】
そして、ヘッドスペースの空気および内容物の膨張により壜体内の圧力（内圧）が上昇する。ここで、加圧加熱水を利用してレトルト処理を行なう場合には、熱水の圧力を調整して内圧とバランスさせることにより壜体の膨出状の変形を抑制することができるが、加熱蒸気を利用する場合にはその温度での飽和水蒸気圧近傍で熱処理する必要があり、壜体の内圧とバランスさせることはできず壜体内は加圧状態となる。
【０００４】
一方、炭酸飲料向けの耐圧ボトルでは、内圧による底部の変形により壜体の起立性が損なわれるので、底部の膨出状の変形を防ぐために底部の底面を内方に窪ませた形状としたシャンパン底形状、あるいはペタロイド型の底部を有する壜体が利用されている。
しかしながら、上記したレトルト処理ではその処理温度がＰＥＴ等の汎用樹脂ではガラス転移温度以上の高温であるので、上記耐圧ボトルをそのまま使用しても底部が壜体外側に向かって膨出状に変形してしまう、所謂「底落ち」が発生する場合がある。
【０００５】
また、底部が大きく変形して反転変形に至るまでも無く、底部の僅かな変形により壜体の最も基本的な機能の一つである起立性が損なわれるので、肉厚を含む底部の形状だけではレトルト処理のような過酷な条件で底部の変形を確実に制御することは困難である。この点、特許文献１には、ＰＥＴ樹脂製壜体のレトルト処理における底部の変形を防ぐ方法として、底部近傍を熱処理して結晶化度を大きくする方法が記載されている。
【０００６】
しかしながら、この方法によると特別な熱処理工程が必要であり、製造コストが大きくなってしまう。また従来、ＰＥＴ樹脂製壜体は主として１００〜１２０℃程度の温度でのレトルト処理に使用されていたが、スープ類等では現実的な処理時間を考慮すると１２０〜１３０℃程度の温度で処理する必要があり、さらに高温で処理可能な壜体が要求されている。
【特許文献１】特開２００１−１５０５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解消すべく創案されたもので、壜体、特には壜体の胴部の形状により１２０〜１３０℃程度の温度におけるレトルト処理での底部の変形を抑制することを課題として、レトルト食品向けにも、起立性という機能が確実に発揮され、レトルト処理を要する用途に安心して使用できる合成樹脂製壜体の提供を目的とする。
【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記載の発明の手段は、
底部の底面に起立のための接地部を配設し、この接地部を基端として底面を内方に窪ませて底上げ部を形成した合成樹脂製壜体であって、
１２０〜１３０℃の温度での蒸気式レトルト処理を実施した際に、胴部の壁が可逆的に膨出変形可能とし、この胴部の壁の膨出変形により壜体内とレトルト釜内の差圧が０．０５ＭＰａ以下、より好ましくは０．０３ＭＰａ以下の範囲に維持されるように構成すること、
にある。
【０００９】
本願の発明者らは底部、あるいは胴部の形状を種々検討し、レトルト処理に係る実験をするなかで、１２０〜１３０℃の温度範囲でも壜体内部とレトルト釜内の差圧を所定の値以下の範囲とすることにより、底部の変形を、接地部による壜体の起立性が実用的に維持することができる範囲に、抑制できることを見出し、請求項１記載の発明に至った。
そして請求項１記載の上記構成の基本的な考えは、レトルト処理の際の加圧状態を胴部の壁の膨出状の変形による容積増加により緩和して、底部の変形を抑制しようとするものであり、具体的には１２０〜１３０℃でのレトルト処理では、壜体内とレトルト釜内の差圧を０．０５ＭＰａ以下の範囲とすることにより、壜体の起立性が損なわれない範囲に底部の変形を抑制することができる。
勿論、このように１２０〜１３０℃の温度範囲で底部の変形を抑制できるようにしておけば、この壜体は従来使用されてきた１００〜１２０℃の温度範囲でも余裕を持って使用することができる。
【００１０】
そして、胴部に膨出状に反転変形可能なパネルを設けたり、胴部を楕円筒状の扁平な形状にする等、胴部の平断面形状を非円形状にして、それが真円形形状に向かって変形することにより、胴壁が延伸して永久変形することなく胴部の平断面積を大きくして容量を増加させることができる。
なおここで、レトルト処理後の胴部壁の復元性に関して言及すると、たとえばＰＥＴ樹脂製等の壜体では、１２０〜１３０℃程度の高温では、程度の差はあるものの、胴部の径が収縮する等の変形は不可避であるが、いびつな変形が残留することなく、外観を損なわない範囲で復元可能とすれば良い。
【００１１】
また、レトルト釜内における温度ムラや、壜体の肉厚分布のムラ等を考慮すると胴部の壁の膨出変形可能な範囲を十分大きくして、差圧が０．０３ＭＰａ以下の範囲とすることが好ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、底部の底面に円環状の接地部を配設し、この接地部を基端として底面を壜体内方に凸状に窪ませて底上げ部を形成すること、にある。
【００１３】
請求項２記載の上記構成は、底部の形状に係るものである。底部の底面に円環状の接地部を配設し、この接地部を基端として底面を壜体内方に凸状に窪ませて底上げ部を形成したシャンパン底形状の底部は中心軸対称で周方向に等方的な形状であり、周方向に内圧が均一に作用し、また底上げ高さを高くする等により、レトルト処理のような過酷な条件に適した形状とすることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明の手段は、請求項２記載の発明においてレトルト処理後の接地部の外径を処理前の外径の８５％以上とすること、にある。
【００１５】
請求項３記載の発明の上記構成は、底部の変形に係る限界を決める主たる要素の一つであるが、レトルト処理後の接地部の外径を処理前の外径の８５％以上とすることにより接地部による壜体の起立性を実用上十分維持することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明の手段は、請求項１、２または３記載の発明においてＰＥＴ系樹脂製の二軸延伸ブロー成形品であること、にある。
【００１７】
請求項４記載の上記構成により、ＰＥＴ系樹脂製の２軸延伸ブロー成形の壜体は、延伸結晶化によりレトルト処理温度に十分対応する耐熱性を有するものとすることができ、さらに胴部を膨出変形可能として底部の変形を抑制することにより、１２０〜１３０℃程度のレトルト処理に安心して使用でできる壜体を提供することができる。
【００１８】
なお、本発明に使用するポリエチレンテレフタレート系樹脂としては、主としてＰＥＴ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ると共に、たとえば耐熱性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。共重合ポリエステル形成用の成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール等のグリコール成分を挙げることができる。
【００１９】
さらには、本発明のＰＥＴ系樹脂製壜体は、ＰＥＴ樹脂製壜体としての本質が損なわれない限り、たとえば耐熱性、ガスバリア性の向上のために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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記した構成であり、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、１２０〜１３０℃でのレトルト処理の際の加圧状態を胴部の壁の膨出状の変形による容積増加により緩和して、壜体内部とレトルト釜内の差圧を０．０５ＭＰａ以下、より好ましくは０．０３ＭＰａ以下の範囲とすることにより、壜体の起立性が損なわれない範囲に底部の変形を抑制することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明にあっては、シャンパン底形状の底部は中心軸対称で、周方向に等方的な形状であり、内圧が周方向に均一に作用しレトルト処理に適した形状とすることができる。
【００２２】
請求項３記載の発明にあっては、底部の変形に係る限界を決める主たる要素の一つであり、レトルト処理後の接地部の外径を処理前の外径の８５％以上とすることにより接地部による壜体の起立性を実用上十分維持することができる。
【００２３】
請求項４記載の発明にあっては、ＰＥＴ系樹脂製の２軸延伸ブロー成形の壜体は、延伸結晶化によりレトルト処理温度に十分対応する耐熱性を有するものとすることができ、さらに胴部を膨出変形可能として底部の変形を抑制することにより、１２０〜１３０℃程度のレトルト処理に安心して使用できる壜体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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〜図４は本発明の合成樹脂製壜体の一実施例を示すものである。
図１は壜体１の正面図、そして図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿っての平断面外輪郭線図である。この壜体１はＰＥＴ樹脂製の二軸延伸ブロー成形品であり、口筒部２、肩部３、胴部４、底部５を有し、高さ１３０ｍｍ、胴径６６ｍｍで、３００ｍｌ用の小型の丸型ボトルである。また、口筒部２は熱結晶化処理により白化した状態であり、さらに底部５には陥没状に底上げ部２３が形成されている。なお図２（ａ）、（ｂ）中の２点鎖線は胴部４の平断面外輪郭線が内接する円形を示す。
【００２５】
胴部４の上下には二本の周段部６を有し、この周段部６の間に６ケのパネル７が並列状に形成されている。そして、隣接するパネル７の間には、陥没せずに残された状態で縦リブ状の柱部９が形成されており、壜体１全体としての剛性が確保される。
【００２６】
段部１０によりその周囲を囲まれた状態のパネル７は、上方に位置する凹状部７ａと、下方に位置する凸状部７ｂから構成され、この凹状部７ａと凸状部７ｂの境界には境界線１１が形成されている。
そしてレトルト処理中の加圧状態、および冷却後の減圧状態における壜体１内部の圧力変動を凹状部７ａと凸状部７ｂの協働した変形により吸収することができるようにしたものである。
【００２７】
図３は加圧状態、および減圧状態におけるパネル７（凹状部７ａ、凸状部７ｂ）の変形状態を示す説明図である。図３（ａ）にはレトルト処理中の加圧状態における膨出状態１５（凹部７ａの膨出反転変形状態１５ａと凸部７ｂの膨出変形状態１５ｂ）を２点鎖線で示す。また、図７（ｂ）にはレトルト処理後の冷却による減圧状態における陥没状態１６（凹部７ａの陥没変形状態１６ａと凸部７ｂの陥没反転変形状態１６ｂ）を２点鎖線で示す。
【００２８】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ壜体１の底部５近傍の縦断面外輪郭線図と、（ｂ）底面図である。
底部５は、全体として有底円筒状であり、胴部４下端に接続して外向きの曲率半径Ｒ１をもって縮径して底面５ａに至るヒール部２１を有し、底面５ａに円環状の接地部２２を配設し、この接地部２２を基端として、この基端近傍から頂部にかけて内向きの曲率半径Ｒ２をもって、底面５ａを半球殻状に窪ませて底上げ部２３を形成している。
底部５に係る寸法は下記のようである。
接地部２２の外径Ｄ          ４６ｍｍ
底上げ高さＨ１              １８ｍｍ
【００２９】
図４（ａ）中には、加圧状態で底上げ部２３に作用する力を横方向に作用する押圧力と、中心軸方向に沿って外向きに作用する押圧力に分けて白抜き矢印で示した。ここで、中心軸方向に沿って外向きに作用する押圧力が相対的に大きくなると、頂部近傍を起点として反転変形が進行して底落ちが発生してしまう。
【００３０】
底部の変形試験（モデル試験）
上記壜体１を用い、所定のレトルト処理温度で、壜体内の圧力を変えた際の底部の変形を観察、測定するために下記の手順によるモデル試験を実施した。
１）内容物の高温充填
グリセリンと水の混合比が８：１〜３：１の混合液を１００℃の温度で充填しキャップをして密閉する。この際ヘッドスペースＨＳを２１ｍｌとする。
２）ディッピング試験
上記１）のようにして混合液を高温充填した壜体について１２０〜１３０℃のグリセリン液に６０分ディッピングする。混合液の混合比を８：１〜３：１と変化させることにより、１２０〜１３０℃の範囲で内圧は外圧（大気圧（０．１０１ＭＰａ））に対して０．０２〜０．０７ＭＰａ程度の加圧状態の範囲で変化する。
なお、以下の記載においても圧力は大気圧（０．１０１ＭＰａ）に対する差圧で記載する。
３）試験後の底部の変形の観察、測定
上記２）の試験後の壜体について、冷却後、底部の変形を観察、測定する。
【００３１】
モデル試験結果
上記のようなモデル試験により次のような結果が得られた。
１）１２０〜１３０℃の温度範囲で内圧を０．０５ＭＰａ以下の範囲とすることにより、胴部のパネル７が図３（ａ）の膨出状態１５のように膨出変形するが、試験後、冷却した状態では図３（ｂ）の陥没状態１６のようになり、高温での膨出変形に伴う外観を損なうような永久変形はなかった。
２）一方、内圧が０．０５ＭＰａを超えると胴部４のパネル７が図３（ａ）に示したような膨出状態１５となると共に、底部５の外向きの膨出状の（所謂底落ち状の）変形が大きくなり、転倒角度の低下が見られた。
なおここで、上記転倒角度は水平な台上に壜体を起立設置し、この台を水平方向から徐々に傾斜させていった際の、壜体が転倒する傾斜角度であり、壜体の自立性の目安となるものである。
【００３２】
レトルト処理試験
上記モデル試験の確認のため、レトルト処理試験を実施した。図１に示される実施例の壜体１に水を９０℃の温度で高温充填し（ヘッドスペースは２１ｍｌとした。）、温度１２４℃、４２分間（グラフ中白抜き矢印で示した時間範囲）の条件で蒸気式でレトルト処理を実施した。図５はレトルト処理試験中における、温度および圧力の変化を示すグラフであり、Ｔｒｅ、Ｐｒｅはそれぞれレトルト釜内の温度と圧力を、Ｐｂは壜体内の圧力を示す。レトルト釜の温度Ｔｒｅが１２４℃に安定した状態でのレトルト釜内圧力は０．１３０ＭＰａ、壜体内圧力は０．１５９ＭＰａでその差圧は０．０２９ＭＰａであった。
なお、上記の温度１２４℃、４２分間という条件はスープ等の殺菌条件に対応した条件である。
【００３３】
試験後の転倒角度は試験前の値と変化なく、接地部１２の外径Ｄは４２ｍｍ、底上げ高さＨ１は１６ｍｍでありそれぞれ試験前の９１％、および８９％であった。
この接地部１２の外径Ｄ、および底上げ高さＨ１の収縮は１２４℃による結晶化の進行に伴う熱収縮と考えられるが、いびつな変形ではなく、均等に変形しているので、実用上問題のないものであった。
また、胴部４についても、試験後冷却した状態では胴部４のパネル７は図３（ｂ）の陥没状態１６のようになり、高温での膨出変形に伴う外観を損なうような永久変形はなかった。
【００３４】
一方、比較例として図１の壜体１に示される実施例の胴部４において、パネル７を形成しない場合の壜体、すなわち胴部４が円筒状の壜体について、上記のレトルト処理試験と同様の試験を実施した。その結果壜体内圧力Ｐｂは０．１９６ＭＰａでその差圧は０．０６６ＭＰａであり、底部５が膨出変形して所謂底落ち状態となっていた。
【００３５】
なお、本発明の作用効果は上記実施例の壜体に限定されるものではない、たとえば、本実施例のパネルの形状は可逆的な膨出変形を可能にするための一例である。
基本的には図１に示す壜体１のように胴部の上端と下端の平断面形状を内圧に対して変形のない真円形状として、その間の高さ部分について、膨出変形による必要な容量増分を考慮して、たとえば、胴部の任意の中間高さにおける平断面積Ｓａとこの断面の周長と同じ長さの周長を有する真円の面積Ｓｃの比であるＲｓ値（Ｓｃ／Ｓａ）を考慮して、壜全体の外観と調和させながら胴部の形状を決めることができる。
【００３６】
すなわち、所定温度において壜体内の圧力を０．０５ＭＰａ、あるいは０．０３ＭＰａ以下にするために胴部の膨出変形による必要な容量増分△Ｃは上記したモデル試験法、あるいは概略値は計算によって求めることもできる。そしてこの容量増分△Ｃが可能なＲｓ値を計算することができ、さらにこのＲｓ値を満足するように胴部の平断面形状を決めることができる。
【００３７】
たとえば、前記レトルト試験において、図１の壜体１では１２４℃で壜体内部とレトルト釜内の差圧を０．０３ＭＰａにするための容量増分は約２３ｍｌである。そして、上下の周段部６間の試験前の容量は約１９０ｍｌであるので、上下の周段部６間において膨出変形により平断面積を平均として約１．１２（２１３／１９０）倍大きくする必要がある。すなわちＲｓ値を上下の周段部６間の平均で１．１２以上になるように、平断面形状を決めることができる。
【００３８】
因みに、いくつかの形状についてのＲｓ値を示す。正多角形では、正３角形１．６２、正４角形１．２７、正６角形１．０８、正８角形１．０５である。楕円形では長径／短径１．５の楕円で１．０６、長径／短径２．０の楕円では１．１９の値を示す。勿論、実施例のパネル７の凹状部７ａのように、反転変形して膨出する部分のＲｓ値はかなり大きな値とすることができる。たとえば図１のＡ−Ａ線に沿った平断面（図２（ａ）参照）におけるＲｓ値は約１．１９である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の合成樹脂製壜体は１２０〜１３０℃の条件でも、蒸気加熱式のレトルト処理に使用できるものであり幅広い用途への展開が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の合成樹脂製壜体の実施例を示す全体正面図である。
【図２】図１の壜体の（ａ）Ａ−Ａ線沿っての平断面図、および（ｂ）Ｂ−Ｂ線に沿っての平断面外輪郭線図である。
【図３】図１中のＣ−Ｃ線に沿って示す縦断面外輪郭線図においてａ）は膨出状態、（ｂ）は陥没状態におけるパネルの変形状態を示す説明図である。
【図４】図１の壜体の（ａ）底部近傍の縦断面外輪郭線図と、（ｂ）底面図である。
【図５】レトルト処理試験中における、温度および圧力の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  ；壜体
２  ；口筒部
３  ；肩部
４  ；胴部
５  ；底部
５ａ；底面
６  ；周段部
７  ；パネル
７ａ；凹状部
７ｂ；凸状部
９  ；柱部
１０；段部
１１；境界線
１５；膨出状態
１５ａ；膨出反転変形状態
１５ｂ；膨出変形状態
１６；陥没状態
１６ａ；陥没変形状態
１６ｂ；陥没反転変形状態
２１；ヒール部
２２；接地部
２３；底上げ部
Ｒ１、Ｒ２；曲率半径
Ｈ１；底上げ高さ
Ｄ；外径
Ｔｒｅ；レトルト釜温度
Ｐｒｅ；レトルト釜圧力
Ｐｂ；壜体内圧力
【図１】
2007030893.tif 000003
【図２】
2007030893.tif 000004
【図３】
2007030893.tif 000005
【図４】
2007030893.tif 000006
【図５】
2007030893.tif 000007