(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が充填された容器本体に蓋材をシールして密封する前に前記容器本体のヘッドスペースに残存する空気を置換ガスで置換する容器のガス置換方法において、
上側が開口した状態で移送中の移送方向に連続する複数の前記容器本体を前記置換ガスが供給されるガスフローノズルが備わるヘッダで一括して覆い、前記容器本体を前記ヘッダを通過する間に渡って不活性ガス雰囲気下に置くことから成り、
前記容器本体は移動体に載置された状態で搬送されており、前記ヘッダ内に供給された前記置換ガスは、前記ヘッダの入り口部と前記ヘッダに入り込む前記容器本体との間に形成される入り口隙間、前記容器本体の移送方向の前後に隣り合う前記移動体間に形成される移動体間隙間、前記ヘッダの側部と前記ヘッダが覆う前記移動体との間に形成されるサイド隙間、及び前記ヘッダの出口部と前記ヘッダから出る前記容器本体との間に形成される出口隙間から、前記容器本体の前記ヘッドスペース内の空気と共に漏れ出ることから成り、
前記入り口隙間の流路抵抗Ｒ１及び前記出口隙間の流路抵抗Ｒ２は、それぞれ、前記サイド隙間の流路抵抗Ｒ３及び前記移動体間隙間の流路抵抗Ｒ４よりも大きく設定されていることから成ることを特徴とする容器のガス置換方法。
【請求項２】
前記ヘッダにおいて、前記置換ガスは、少なくとも、前記容器本体が出て行く出口側に設けられている前記ガスフローノズルから供給されることから成る請求項１に記載の容器のガス置換方法。
【請求項３】
前記各流路抵抗は、前記ガスフローノズルから前記各隙間までの距離を前記各隙間の断面積で除算することで求められることから成る請求項１又は２に記載の容器のガス置換方法。
【請求項４】
前記置換ガスは、前記ガスフローノズルの一部として最も下流側に配置されたメインガスフローノズル、及び前記ガスフローノズルの残部として前記メインガスフローノズルの上流側に配置されたサブガスフローノズルから前記ヘッダ内に供給されることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の容器のガス置換方法。
【請求項５】
前記メインガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ１は、前記サブガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ２よりも多くしたことからなる請求項４に記載の容器のガス置換方法。
【請求項６】
少なくとも前記メインガスフローノズルからの前記置換ガスは、層流状態で供給されることから成る請求項４又は５に記載の容器のガス置換方法。
【請求項７】
内容物が充填された容器本体に蓋材をシールして密封する前に前記容器本体のヘッドスペースに残存する空気を置換ガスで置換する容器のガス置換装置において、上側が開口した状態で移送中の複数の前記容器本体を一括して覆うヘッダ、及び前記ヘッダ内に前記置換ガスを供給するため前記ヘッダに接続されたガスフローノズルを備えていることから成り、
前記容器本体は移動体に載置された状態で搬送されており、前記ヘッダ内に供給された前記置換ガスを前記容器本体の前記ヘッドスペース内の空気と共に漏れ出させるため、前記ヘッダの入り口部と前記ヘッダに入り込む前記容器本体との間には入り口隙間が形成され、前記容器本体の移送方向の前後に隣り合う前記移動体間には移動体間隙間が形成され、前記ヘッダの側部と前記ヘッダが覆う前記移動体との間にはサイド隙間が形成され、前記ヘッダの出口部と前記ヘッダから出る前記容器本体との間には出口隙間が形成され、
前記入り口隙間の流路抵抗Ｒ１及び前記出口隙間の流路抵抗Ｒ２は、それぞれ、前記サイド隙間の流路抵抗Ｒ３及び前記移動体間隙間の流路抵抗Ｒ４よりも大きく設定されていることから成ることを特徴とする容器のガス置換装置。
【請求項８】
前記各流路抵抗は、前記ガスフローノズルから前記各隙間までの距離を前記各隙間の断面積で除算することで求められることから成る請求項７に記載の容器のガス置換装置。
【請求項９】
前記ガスフローノズルは、前記ヘッダにおいて、少なくとも、前記容器本体が出て行く出口側に設けられていることから成る請求項７又は８に記載の容器のガス置換装置。
【請求項１０】
前記ガスフローノズルは、最も下流側に位置するメインガスフローノズル、及び前記メインガスフローノズルの上流側に位置するサブガスフローノズルで構成されていることから成る請求項７〜９のいずれか１項に記載の容器のガス置換装置。
【請求項１１】
前記メインガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ１は、前記サブガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ２よりも多くしたことからなる請求項１０に記載の容器のガス置換装置。
【請求項１２】
少なくとも前記メインガスフローノズルからの前記置換ガスは、層流状態で供給されることから成る請求項１０又は１１に記載の容器のガス置換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炊飯した米飯、茹で麺、パン等の内容物を容器内に入れた状態で密封包装するに際して、前記容器内のヘッドスペース等の空間に存在する空気を不活性ガス等の置換ガスで置換する容器のガス置換方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、一食乃至数食分の調理済み米飯（以下、「個食米飯」と言う）を容器に充填・密封し、その容器内に包装状態とされた容器入り米飯が、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の小売り店の店頭にて販売されている。個食米飯は、冷凍することなく常温にて流通や保存が長時間にわたって可能であると共に、食するときには、電子レンジや温水加熱等の手段によって加熱すればよいので、流通側及び消費者側で幅広い支持を得ている。
【０００３】
商業的無菌環境下で製造された個食米飯は、充填密封後にレトルト殺菌のような殺菌処理を行わないので、容器内に酸素が残存すると、常温流通中において好気性細菌の発生や米飯中の油脂分の酸化やタンパク質（アミノ酸）等の変質に起因して、米飯の変敗を生じる可能性がある。こうした、米飯の変敗を防止する手段の一つとして、容器中に通気性を有する小袋内に粉末状の脱酸素剤を封入して容器内の酸素を吸収除去することが提案されている。しかしながら、脱酸素剤は、生産・流通側において、食品にとって安全な蒸気殺菌を施すことができない物質であり、菌類を含んでいても紫外線等の他の殺菌方法でも完全に殺菌することができず、食品衛生上、問題となることがある。また、消費者側においては、脱酸素剤は小袋の形態をしているために、子供等による誤食の可能性があり、更に、電子レンジによる加熱の際には、脱酸素剤を容器内から取り除いておく必要がある等、取扱いに注意を払う必要がある。
【０００４】
個食米飯を収容した容器内の酸素を減少させる手法として、洗米を収容した容器ごと炊飯する方法がある。即ち、この方法では、炊飯に耐える容器内に洗米及び炊飯に必要な量の無菌水を充填し、容器内に窒素、炭酸ガス等の不活性ガスや水蒸気を吹き込むことで容器内の空気（酸素）を可及的に置換・排除し、紫外線殺菌等の殺菌処理をし、更に蓋をヒートシールする等によって容器を密封した上で、容器を詰めた釜を所定の温度及び圧力で炊くことによって、炊飯が行われている（一例として、特開平７−３９３２９号公報参照）。この方法によって得られた個食米飯によれば、脱酸素剤を容器内に配置することなく、容器内の残存酸素量を容器内に残る気体全体に対して０．３％以下に抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、この炊飯方法では、洗米は収容される容器ごと炊飯されるので、容器を長時間の炊飯に耐える耐熱性材料で製造する必要があると共に、酸素等の気体通過遮断性を考慮して成形する必要があって容器のコストが上昇するという問題点があると共に、釜で直接に炊飯する場合と比較して、米飯のうま味や食感を低下させてしまうのが避けられない。消費者には、昔ながらの直接に釜炊きされた米飯に対する根強い人気がある。
【０００６】
本出願人は、包装食品の製造方法及び装置として、容器内のヘッドスペースに残留する空気を高い置換率で不活性ガスに置換し、ヒートシール部に皺が発生するのを防止することを、既に提案している（一例として、特開平８−１７５５１９号公報）。この包装食品の製造装置の一例が、図４及び図５に示されている。図４は不活性ガス置換を伴う包装食品の製造装置の要部平面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図である。図４及び図５に示すように、内容物４０がヘッドスペースを残して充填された容器本体３１を有する角形シート３０が一定間隔をあけて配列された容器ホルダ３２に載置され、角形シート３０は容器ホルダ３２と共に間欠移送される。ガス吹き込みステーションＧに到来した容器本体３１は、両サイドがサイドプレート３３，３３によって、上方がサイドプレート３３を横架する天板３４によって、且つ前方がウェブ３７によって包囲された状態となり、導管３６を通じて供給された不活性ガス３６ａを天板３４に設けられた吹き込み孔３５から容器本体３１の内部に吹き込むことによって、容器本体３１内の空気が不活性ガス３６ａと置換される。サイドプレート３３は、ガス吹き込みステーションＧから後続のヒートシールステーションＨにまで延びている。図柄が付されたウエブ３７は、サイドプレート３３の内側に着設されたサイド押え具３８と容器ホルダ３２の上面との間で送られ、ピッチ・コントロール・バー３９にて図柄の容器本体３１に対する位置調整が行われつつ、ヒートシールステーションＨにおいて、シールヘッド４１によって、角形シート３０の側縁部と共にヒートシールされる。
【０００７】
また、本出願人は、密封容器の製造方法として、空間部を残して内容物が充填された容器本体に水蒸気を吹き付けた後、蓋部で容器本体を覆って密封する方法を提案している（特公平６−５５６０１号公報、特公平７−８６０１２号公報）。この密封方法において、食品等の内容物がヘッドスペースを残して充填された絞り成形されたカップ状の容器本体は、支持具によって個別に支持された状態で、所定間隔を置いて順次、間欠的に移送される。蓋部をヒートシールするステーションの手前の領域において、共通する支持盤が複数の容器本体の上部を覆っている。各容器本体が間欠的に停止する位置に対応して、支持盤には、蒸気又は不活性ガスを供給する複数の供給管が取り付けられている。各容器本体は、ヒートシールの手前において、停止する毎に、最初に蒸気を、最後に不活性ガス吹きつけられ、最終的には、ヘッドスペースを占めていた蒸気と残存する空気が不活性ガスに置換される。
【０００８】
このような、カップ状又はトレイ状に絞り成形された容器本体による食品等の充填物の密封包装においては、微生物が繁殖する確率を低くするために、上記の工程でも各種条件を変更することにより、できるかぎり残存酸素濃度を低下させることが考えられている。即ち、不活性ガス置換を行う工程において、置換ガスである窒素流量を増大させたり、不活性ガス雰囲気の純度を高めるため、容器本体とガス置換装置との隙間をできるだけ少なくする対策を講ずることも行われている。
【０００９】
しかしながら、こうした条件の最適化が行われる場合であっても、規模の大きい量的生産が行われている密封工程では、間欠移送されている容器本体が停止している時間は非常に短い。間欠移送の停止期間中に蒸気や窒素ガス等の不活性ガスが容器本体内に吹き込まれても、ヘッドスペースや充填物の隙間等に残存する空気を短い吹き込み時間内で効率良く置換することは難しい。また、容器本体の間欠的移送を可能にするため、容器本体とガス置換装置との間には隙間が生じるのを避けることができず、そうした隙間を通じて外部から空気が侵入し易く、容器内部への空気の侵入を完全に防ぐのが困難である。不活性ガスの吹込み量を多くするとガス置換効率は向上するが、高価な不活性ガスの使用量が増加し製造コストが上昇する。それゆえ、ガス使用量を抑制しつつ効率的に残存酸素濃度を充分に低下させる点で改善の余地があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、内容物が充填された容器本体を蓋材をヒートシールする前に、間欠移送の１回分の停止時間よりも長期間に渡って不活性ガスの雰囲気下に置くことにより、容器内のヘッドスペースに存在する空気（酸素）を効率的に不活性ガスと置換して容器内の酸素濃度を充分に低下させる点で解決すべき課題がある。
【００１１】
この発明の目的は、シール後の容器内の酸素濃度を充分低下させて、残存酸素による内容物の変質や腐敗等を防止することができる容器のガス置換方法及び装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明による容器のガス置換方法は、内容物が充填された容器本体に蓋材をシールして密封する前に前記容器本体のヘッドスペースに残存する空気を置換ガスで置換する容器のガス置換方法において、上側が開口した状態で移送中の移送方向に連続する複数の前記容器本体を前記置換ガスが供給されるガスフローノズルが備わるヘッダで一括して覆い、前記容器本体を前記ヘッダを通過する間に渡って不活性ガス雰囲気下に置くことから成っている。
【００１３】
また、この発明による容器のガス置換装置は、内容物が充填された容器本体に蓋材をシールして密封する前に前記容器本体のヘッドスペースに残存する空気を置換ガスで置換する容器のガス置換装置において、上側が開口した状態で移送中の複数の前記容器本体を一括して覆うヘッダ、及び前記ヘッダ内に前記置換ガスを供給するため前記ヘッダに接続されたガスフローノズルを備えている。
【００１４】
この容器のガス置換方法及び装置によれば、内容物が充填された容器本体は、上側が開口した状態で移送される。容器本体が次々に移送されるときに、容器本体がヘッダに一方から入り込むと同時に、先行する容器本体がヘッダから出て行くが、ヘッダに備わるガスフローノズルからヘッダ内に置換ガスが供給されるので、移送中の移送方向に連続する複数の容器本体はヘッダで一括して覆われた状態となり、ヘッダを通過する間に渡って置換ガス雰囲気下に置かれる。ヘッダ通過期間は、間欠的移送の場合の１回分の各停止期間よりも相当長い期間であるので、容器本体のヘッドスペース等に存在していた空気は置換ガスによって置き換えられる。ガス置換された容器本体は、ヘッダから出た直後において、蓋材によって覆われて密封されるので、酸素濃度が充分低いガス置換包装が可能である。
【００１５】
この容器のガス置換方法及び装置において、前記ガスフローノズルを、前記ヘッダにおいて、少なくとも、前記容器本体が出て行く出口側に設けることができる。ガスフローノズルをヘッダにおいて容器本体が出て行く出口側に設けることにより、ヘッダから出て行こうとする容器本体は、多量の純粋な置換ガスに晒され、高いガス置換率が維持される。ガスフローノズルから吹き出された置換ガスは、その一部がヘッダを上流側、即ち、容器本体が入り込む側に向かって流れるので、入り込む容器本体と共にヘッダ内に入り込んだ空気をヘッダの外に出す作用を果たす。その結果、ヘッダ内の窒素濃度が高くなり、容器本体内に空気が残存する可能性を可及的に少なくする。ガスフローノズルは、ヘッダの出口側において天板部に設けることが好ましい。置換ガスはガスフローノズルから吹き降りることになり、容器のヘッドスペース内と内容物の隙間に入っている空気を追い出す作用が強くなる。
【００１６】
この容器のガス置換方法及び装置において、前記容器本体を移動体に載置された状態で搬送する。このとき、前記ヘッダ内に供給された前記置換ガスは、前記ヘッダの入り口部と前記ヘッダに入り込む前記容器本体との間に形成される入り口隙間、前記容器本体の移送方向に隣り合う前記移動体間に形成される移動体間隙間、前記ヘッダの側部と前記ヘッダが覆う前記移動体との間に形成されるサイド隙間、及び前記ヘッダの出口部と前記ヘッダから出る前記容器本体との間に形成される出口隙間から、前記容器本体の前記ヘッドスペース内の空気と共に漏れ出る。容器本体は移動体に載置された状態で搬送されるので、移動体相互間には隙間が存在する。また、ヘッダは列状に連続する複数の移動体を覆うだけであるので、容器本体がヘッダに対して出入りする入り口側及び出口側、並びにヘッダの側部において、移動体との間にそれぞれ隙間が形成され、ヘッダ内に供給された置換ガスは、容器本体と内容物との間の隙間に入り込んでいる空気やヘッドスペース内に流入した空気と共に、これらの隙間を通して流出する。
【００１７】
上記の各隙間が形成された容器のガス置換方法及び装置において、前記入り口隙間の流路抵抗Ｒ１及び前記出口隙間の流路抵抗Ｒ２は、それぞれ、前記サイド隙間の流路抵抗Ｒ３及び前記移動体間隙間の流路抵抗Ｒ４よりも大きく設定されていることから成る。各隙間の流路抵抗をこのように設定することにより、ヘッダ内に供給された置換ガスは、入り口隙間や出口隙間よりもサイド隙間及び移動体間の移動体間隙間からより多くの量が流出しやすくなり、容器本体が持ち込んだ空気はヘッダ内に滞留することなく速やかに、サイド隙間及び移動体間の移動体間隙間から排出される。
【００１８】
上記の各流路抵抗が設定された容器のガス置換方法及び装置において、前記各流路抵抗を、前記各隙間の断面積を前記ガスフローノズルから前記各隙間までの距離で除算することで定めることができる。ガスフローノズルからから見た各隙間の流路抵抗は、ガスフローノズルから各隙間までの距離と各隙間の断面積とで定義することにより、実用上支障なく且つ簡便に定めることができる。
【００１９】
この容器のガス置換方法及び装置において、前記ガスフローノズルは、最も下流側に位置するメインガスフローノズル、及び前記メインガスフローノズルの上流側に位置するサブガスフローノズルから構成されている。ガスフローノズルについては、ヘッダにおいて容器本体の移送方向に隔置して設けることができ、そうすることで、ヘッダ内への置換ガスの濃度をより高くすることが可能である。しかしながら、ヘッダから出る容器本体へのガス置換を確実にするには、メインガスフローノズルをヘッダの出口側に配置し、サブガスフローノズルをメインガスフローノズルよりも入り口側に配置するのが好ましい。
【００２０】
前記メインガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ１は、前記サブガスフローノズルから供給される前記置換ガスの流量Ｖ２よりも多くしたことからなる。メインガスフローノズルからの置換ガスの流量Ｖ１をサブガスフローノズルからの置換ガスの流量Ｖ２よりも多くすることにより、ヘッダ出口から出る容器本体へのガス置換を確実にすることができる。
【００２１】
置換ガスを供給したときに、乱流が生じるとヘッダの隙間から外部の空気が入り込む現象が起こりやすい。そこで、そうした現象を回避するために、メインガスの流量を増加させる場合には、一つの容器に対してノズルを複数に分岐し、複数のノズルから置換ガスを供給することにより、流速を低下させ、置換ガスの流れを層流状態にして乱流の発生を防止することが有効である。その他、ノズルの内径を大きくすることも有効である。これらの対策は、サブガスフローノズルの場合も同様である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明による容器のガス置換方法及び装置の実施例を説明する。図１はこの発明による容器のガス置換装置の一例を示す概念図、図２は図１に示す製造工程のＡ−Ａ又はＢ−Ｂ断面図である。容器本体を支持する移動体、及び容器本体を移動体ごと移送する移送ラインは、図４及び図５に従来のものとして示した製造装置と概略同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１では、概念的に描かれている容器本体１は、合成樹脂シートをカップ状又はトレイ状の絞り成形して形成された開口部の大きい底浅の容器である。容器本体１は、図２に示すように移送方向と直交する横方向には連続して隙間なく複数個を並べることができる。充填物２は、例えば、炊飯された米飯やパン等の食品とすることができる。充填物２が充填された容器本体１は移動体３に載置された状態で、コンベヤ等の適宜の移送手段によって一定間隔を置いて逐次移送される。なお、容器本体１は底浅の容器が一般的ではあるが、これに限らない。また、移動体３は桶状に描かれているが、これに限らず、容器本体１の周囲フランジ部のみを載せて運ぶ枠構造のものでもよい。
【００２４】
移送ラインに沿って、連続した複数の容器本体１を覆うことができる大きさのヘッダ１０が配置されている。ヘッダ１０は、１移送ラインにつき一台が配置されている。ヘッダ１０から移送ラインの直ぐ下流には、ヘッダ１０から出てきた直後の容器本体１にウェブ状の蓋材６を被せてヒートシールを施し、容器本体１を密封するシール機構４が配設されている。シール機構４は、移動体３に載置された容器本体１の周囲フランジ部と蓋材６とを移動体３とシールヘッド５とで挟んで加圧・加熱することにより、容器本体１と蓋材６とを溶着して密封する。
【００２５】
ヘッダ１０は容器本体１の移送方向と平行に延びる天板部１１を備えており、天板部１１と移送される容器本体１との間には、空洞部（トンネル部）１２が形成される。ヘッダ１０の移送方向前方側では、空洞部１２がそのまま開いた開口となっており、移動体３に載置された容器本体１が出て行く出口部１３が形成されている。ヘッダ１０の移送方向後方側では、天板部１１から垂下する入り口遮蔽板１４によって空洞部１２の一部が覆われ移動体３に載置された容器本体１が入っていく入り口部１５が形成されている。また、ヘッダ１０の両側では、それぞれ側板１６，１６が移動体３の直ぐ上の位置まで垂下している。
【００２６】
一方、ヘッダ１０には、置換ガスの供給源から延びる複数のガスフローノズルが接続されている。ガスフローノズルは、容器本体１のガス置換の効率を考慮して、少なくとも、容器本体１が出て行く出口部１３側に設けられている。この実施例では、ガスフローノズルは、ヘッダ１０において、最も出口部１３側において接続されたメインガスフローノズル１８、及びメインガスフローノズル１８の上流側において接続されたサブガスフローノズル１９から成っている。この例では、メインガスフローノズル１８は２本とされているが、容器本体１の列の数に合わせて変更可能である。サブガスフローノズル１９は、移送ラインのライン方向に２段階に分かれてヘッダ１０に接続されているが、この段数もヘッダ１０の規模等に応じて変更可能であり、各段毎の本数もメインガスフローノズル１８と同様に変更可能である。
【００２７】
ガスフローノズルからヘッダ１０内に供給された置換ガスは、ヘッダ１０の周囲に形成される幾つかの隙間から漏れ出る。入り口部１５においては、天板部１１から垂下する入り口遮蔽板１４とヘッダ１０に入り込もうとする容器本体１との間に隙間の一つとしての入り口隙間２１が形成されている。出口部１３は、ウェブ状の蓋材６と、蓋材６を案内するガイドローラ７とによって覆われており、蓋材６とヘッダ１０から出る容器本体１との間には、別の隙間としての出口隙間２２が形成されている。また、ヘッド１０の側板１６，１６と、ヘッド１０が覆う移動体３の側方に形成される段差部１７，１７との間には、ラビリンスになったサイド隙間２３，２３が形成されている。更に、移送方向の前後に隣り合う移動体３，３の相互間にはそれぞれ移動体間隙間２４が形成されている。移動体３の前端には、突起部２５を形成して、先行する移動体３の後端との間に形成される移動体間隙間２４の狭さ程度を設定することができる。
【００２８】
メインガスフローノズル１８から供給される置換ガスの流量Ｖ１は、サブガスフローノズル１９から供給される置換ガスの流量Ｖ２よりも多くなるように設定されている。また、入り口隙間２１の流路抵抗Ｒ１及び出口隙間２２の流路抵抗Ｒ２は、それぞれ、サイド隙間２３の流路抵抗Ｒ３及び移動体間隙間２４の流路抵抗Ｒ４よりも大きく設定されている。各流路抵抗は、メインガスフローノズル１８から各隙間までの距離を各隙間の断面積で除算することで定められる。
【００２９】
メインガスフローノズル１８から大量にヘッダ１０内に供給された置換ガスは、一部が出口隙間２２に向かって流れる外は、概して、空洞部１２を移送方向前方から後方に向かって、且つ上方から下方へと沈み込むように流れ、その途中において、流路抵抗が比較的小さい隙間、即ち、サイド隙間２３，２３と複数の移動体間隙間２４から外部に漏れ出ていく。また、サブガスフローノズル１９からヘッダ１０内に供給された置換ガスも、概略、メインガスフローノズル１８からの置換ガスの流れに沿って流れる。
【００３０】
容器本体１が入り口部１５からヘッダ１０内に入り込むとき、容器本体１の周りに空気を纏って一緒に入り込む。本発明の実施例においては、容器本体１と共に入り込んだ空気は、上記したようにガスフローノズル１８，１９から移送方向前方から後方に向かって、且つ上方から下方へと沈み込む置換ガスの流れによってヘッダ１０の外部へと速やかに排出される。従って、容器本体１と共にヘッダ１０内に入り込む空気が、移送方向前方へ又は上昇して、ヘッダ１０内に滞ることはない。容器本体１は、ヘッダ１０内を通過する間、長期に渡って置換ガス雰囲気下、即ち、低酸素濃度状態に置かれる。容器本体１を低酸素濃度状態の置換ガスの雰囲気とされたヘッダ１０内に通過させる間に、容器本体１のヘッドスペース内の空気は置換ガスで置換される。ガス置換で容器本体１の外部に追い出された空気は、置換ガスと共に、サイド隙間２３や移動体間隙間２４、或いは入り口隙間２１からヘッダ１０の外に排出される。特に、ヘッダ１０の出口部１３から出て行こうとする容器本体１は、その直前に大量で且つ無菌状態の高純度の置換ガスに晒されることになり、ヘッダ１０から出て行く容器本体１においては、容器本体１のヘッドスペース等に入り込んでいる空気（酸素）を殆ど追い出すことができる。
【００３１】
ヘッドスペース内の気体が高効率でガス置換されたとき、容器本体１は、ヘッダ１０の出口部１３から出て、直ちにシール機構４による蓋シール工程に送り込まれる。容器本体１の広口開口は、シール機構４によってウェブ状の溶着性を備えた蓋材６で覆われ、その直後、容器本体の周囲フランジと蓋材６とは、シール機構４においてシールヘッド５と移動体３との間に挟まれてヒートシールが施され、溶着によって密封される。ウェブ状の蓋材６は、フィルムロール（図示せず）から連続して繰り出され、次々に間欠移送されてくる容器本体１の開口部を覆って密封させることができる。従って、充填物２が充填され且つ移送中にある連続する複数の容器本体１は蓋材６のヒートシール位置の直前までヘッダ１０で覆われ、充填物２が入れられた容器本体１は、置換ガスで置換された状態で蓋材６がシールされ、密封される。
【００３２】
図３は、この発明による容器のガス置換方法において、移動体間の移動体間隙間の変形例を示す部分図である。図３に示す例では、移動体３の突起２７は、図１に示す実施例における移動体３の突起２５よりも突出量が大きくなっており、先行する移動体３の後部２６に形成されている凹部２８に緩く嵌合している。従って、突起２７と凹部２８とで形成される移動体間隙間２９の流路抵抗は、図１に示す例の流路抵抗Ｒ４よりも高くすることができる。
【００３３】
置換ガスに晒される期間が長いので、充填物２が例えば米飯のように、空気が残存する領域がヘッドスペース以外に米粒間の隙間に存在している場合であっても、そうした空気は、十分、ガス置換することが可能である。蓋材のシールまでを低酸素濃度状態で行うことにより、酸素が米飯へ溶解している場合及び酸素が米飯の粒と粒との隙間に含まれている場合それらの酸素を一層なくすることが可能となる。米飯入り容器本体１に蓋材６をシールするまで、容器１内には置換ガスの充満状態が維持され、米飯の品質を劣化させる原因となる酸素が溶存する機会を可及的になくすことができる。従って、包装体となった容器入り米飯は、従来のように米飯中に溶存していた酸素が容器本体１のヘッドスペース内に溶出するという事態が生じることもなく、長時間に渡って米飯の品質を良好に維持することができる。
【００３４】
置換ガスは、無菌ガスとすることが好ましい。置換ガスは、食品の鮮度低下の原因となることがない、例えば、糠成分の脂肪酸の酸化やカビ発生を引き起こすことがない気体を意味し、窒素ガス、二酸化炭素ガス、希ガス、例えばアルゴン、ヘリウム等であるが、使用性や経済性の観点から窒素ガス又は二酸化炭素ガスが好ましい。また、複数種のガスを組み合わせた混合ガスでもよい。
【００３５】
表１〜表３に、この発明による容器のガス置換方法の実験例を示す。表１は、この発明による容器のガス置換方法の一実験例におけるヘッダ寸法と容器内酸素濃度を示す表であり、表２はヘッダ各部の流路抵抗値を示す表、表３は表２に示すヘッダ各部の流路抵抗値の算出例を示す表である。簡単のために、ヘッダ１０の移送方向長さを２０００ｍｍ、巾を５００ｍｍとし、ガスフローノズルはメインガスフローノズル１８のみとし、メインガスフローノズル１８はヘッダ１０の幅方向中央で出口から５００ｍｍ入り口側の位置に接続したものとする。置換ガス流量はＶ１＝３０m3／ｈｒとした（サブガスフローノズルを利用しないので、Ｖ２＝０m3／ｈｒである）。
流路抵抗Ｒ１，Ｒ２＞Ｒ３，Ｒ４の関係を得るための数値例として、入り口隙間２１を１５ｍｍ、出口隙間２２を０．１ｍｍ、サイド隙間２３を５ｍｍ、移動体間隙間２４を５ｍｍとした。このとき、流路抵抗については、入り口隙間２１の流路抵抗Ｒ１が０．２（１／ｍｍ）、出口隙間２２の流路抵抗Ｒ２が１０（１／ｍｍ）、サイド隙間２３の流路抵抗Ｒ３が０．００３（１／ｍｍ）、移動体間隙間２４の流路抵抗Ｒ４が０．００２（１／ｍｍ）である。この場合、容器内の酸素濃度は０．１９％であり、実用に耐える酸素濃度０．２％を下回ることができた。
これに対して、流路抵抗Ｒ１，Ｒ２＜Ｒ３，Ｒ４の関係を得るための数値例として、入り口隙間２１を３０ｍｍ、出口隙間２２を０．１ｍｍ、サイド隙間２３を０．０５ｍｍ、移動体間隙間２４を０．５ｍｍとした。このとき、流路抵抗については、入り口隙間２１の流路抵抗Ｒ１が０．１（１／ｍｍ）、出口隙間２２の流路抵抗Ｒ２が１０（１／ｍｍ）、サイド隙間２３の流路抵抗Ｒ３が０．１５（１／ｍｍ）、移動体間隙間２４の流路抵抗Ｒ４が０．１２（１／ｍｍ）である。この場合、容器内の酸素濃度は０．２８％であり、実用に耐える酸素濃度０．２％を上回る結果となり、本発明の例の方が容器内に残存する酸素濃度を改善していることが判った。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【００３６】
【発明の効果】
この発明による容器のガス置換方法及び装置は、内容物が充填された容器本体に蓋材をシールして密封する前に前記容器本体のヘッドスペースに残存する空気を置換ガスで置換する場合に、上側が開口した状態で移送中の複数の連続する前記容器本体を前記置換ガスが供給されるガスフローノズルが備わるヘッダで一括して覆い、前記容器本体を前記ヘッダを通過する間に渡って不活性ガス雰囲気下に置いているので、容器本体が次々に移送されるときに、容器本体がヘッダに一方から入り込むと同時に、先行する容器本体がヘッダから出て行くが、移送中の複数の連続する容器本体は、ガスフローノズルからヘッダ内に置換ガスが供給されるヘッダで一括して覆われた状態となり、ヘッダを通過する間に渡って置換ガス雰囲気下に置かれる。ヘッダ通過期間は、間欠的移送の場合の各停止期間よりも相当長い期間であるので、容器本体のヘッドスペース等に存在していた空気は置換ガスによって置き換えられる。ガス置換された容器本体は、ヘッダから出た直後において、蓋材によって覆われて密封されるので、酸素濃度が充分低いガス置換包装となる。このように、シール後の容器内の酸素濃度は充分低下し、残存酸素による内容物の変質や腐敗等を防止することができる容器のガス置換方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容器のガス置換装置の一例を示す概念図である。
【図２】図１に示す製造工程のＡ−Ａ断面又はＢ−Ｂ断面図である。
【図３】この発明による容器のガス置換方法において、移動体間の移動体間隙間の変形例を示す部分図である。
【図４】不活性ガス置換を伴う従来の包装食品の製造装置の一例を示す要部平面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１    容器本体                      ２    充填物
３    移動体                        ４    シール機構
５    シールヘッド                  ６    蓋材
１０  ヘッダ                        １１  天板部
１２  空洞部                        １３  出口部
１４  入り口遮蔽板                  １５  入り口部
１６  側版                          １７  段差部
１８  メインガスフローノズル        １９  サブガスフローノズル
２１  入り口隙間                    ２２  出口隙間
２３  サイド隙間                    ２４  移動体間隙間
２５，２７  突起                    ２８  凹部
【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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