CN103842282B

CN103842282B - 水填充方法、水填充系统及水填充瓶

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Publication number: CN103842282B
Application number: CN201280046642.4A
Authority: CN
Inventors: 关根章智; 太田美惠; 桑野诚司
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: HK1198643A1; JP6010893B2; CN103842282A; WO2013062055A1; JP2013091518A; MY168395A

Abstract

本发明是一种将水60填充至塑料瓶50内的水填充方法。首先在空气溶解部18中，对于水60，预先使空气过溶解(空气溶解工序)。然后，在水填充部15中，将过溶解有空气的水60填充至塑料瓶50内(水填充工序)。在瓶盖安装部16中，将塑料瓶50封闭后，过溶解在水60中的空气气化，从而使塑料瓶50内部成为正压。

Description

水填充方法、水填充系统及水填充瓶

技术领域

本发明涉及水填充方法、水填充系统和水填充瓶，特别涉及能够降低将塑料瓶内正压化时所需要的能量，并且容易提高轻量化瓶中易于不足的瓶强度的水填充方法、水填充系统和水填充瓶。

背景技术

近年来，通过减少塑料瓶所使用的塑料材料的使用量，塑料瓶的轻量化进展。然而，将塑料瓶轻量化时，使塑料瓶的强度、容器阻隔性降低成为问题。

因此，作为弥补塑料瓶的强度降低的技术，存在有在塑料瓶中填充内装液后，在即将封闭之前添加液氮，将塑料瓶内部正压化的技术(以下，定义为LN2(液氮，LiquidNitrogen)技术)(例如参照日本特开昭57－104534号公报和日本特开昭57－204833号公报)。

此外，日本特开2006－137463号公报中，对于预先使氮气过溶解在内装液中，由此将塑料瓶内部正压化的技术(以下，定义为DN2(溶解氮，DissolvedNitrogen)技术)进行了记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭57－104534号公报

专利文献2：日本特开昭57－204833号公报

专利文献3：日本特开2006－137463号公报

通过使用上述LN2技术，可以减少塑料瓶所使用的树脂的量，实现省资源化。然而，在制作液氮时需要庞大的能量。即，在制作液氮的情况下，一般而言，首先使用压缩机来压缩空气，将其放出至液化用的室内从而制作液化空气，然后使用分馏器从液化空气中分馏液氮。因此，在制作液氮时，需要大量的能量。此外，由于液氮为极低温，因此在将液氮进行搬运或储藏等时也需要大量的能量。

另一方面，上述DN2技术中，通过使液氮气化，或使用氮气产生装置，来制作氮气。然而，前者、即使液氮气化的情况下，为了如上述那样制作液氮，需要大量的能量。此外，后者、即使用氮气产生装置时，也由于需要更换氮气产生装置的吸附膜，因此使用庞大的能量。

本发明是考虑这些方面而提出的，其目的在于，能够降低将塑料瓶内正压化时所需要的能量，并且能够通过比较容易的方法提高轻量化瓶中易于不足的瓶强度的水填充方法、水填充系统和水填充瓶。

发明内容

本发明是一种水填充方法，其特征在于，是在具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶内填充水的水填充方法，其包括下述工序：预先使空气过溶解在上述水中的空气溶解工序；将过溶解有上述空气的上述水填充至上述塑料瓶内的水填充工序；以及在填充有上述水的上述塑料瓶的上述瓶口部安装瓶盖的瓶盖安装工序。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，上述水填充工序在无菌环境下进行。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，相对于填充在上述塑料瓶内的上述水的量，过溶解在上述水中的上述空气的量为0.02g/L～0.38g/L。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，在上述水填充工序中，向上述塑料瓶内填充4℃～40℃温度的上述水。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，在上述水填充工序中，上述水从填充喷嘴被填充至上述塑料瓶，在填充上述水时，上述塑料瓶的上述瓶口部与上述填充喷嘴密合。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，在上述水填充工序中，上述水从填充喷嘴被填充至上述塑料瓶，在填充上述水时，上述塑料瓶的上述瓶口部与上述填充喷嘴分开。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，上述塑料瓶的上述瓶底部具有耐压被增强了的形状。

本发明是一种水填充方法，其特征在于，在上述瓶盖安装工序后，设置将过溶解在上述水中的上述空气挤到上述塑料瓶的顶部空间中的过溶解气体产生工序。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，是在具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶内填充水的水填充系统，其具备：预先使空气过溶解在上述水中的空气溶解部；将通过上述空气溶解部而过溶解有上述空气的上述水填充至上述塑料瓶内的水填充部；以及在填充有上述水的上述塑料瓶的上述瓶口部安装瓶盖的瓶盖安装部。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，在上述水填充部中，在无菌环境下将上述水填充至上述塑料瓶内。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，还具备设置于上述水填充部的上游侧并对上述塑料瓶进行杀菌的杀菌部，至少上述杀菌部、上述水填充部和上述瓶盖安装部互相连接而构成一体化的单元。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，上述塑料瓶的上述瓶底部具有耐压被增强了的形状。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，在上述瓶盖安装部的下游侧，设置有将过溶解在上述水中的上述空气挤到上述塑料瓶的顶部空间中的过溶解气体产生部。

本发明是一种水填充系统，其特征在于，从上述杀菌部至上述瓶盖安装部的上述塑料瓶的输送速度为100bpm～1500bpm。

本发明是一种水填充瓶，其特征在于，具备：具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶；以及填充在上述塑料瓶内的水，在上述水中，预先过溶解有空气。

本发明是一种水填充瓶，其特征在于，上述塑料瓶的上述瓶底部具有耐压被增强了的形状。

根据本发明，由于将过溶解有空气的水填充至塑料瓶内，因此与使用液氮或氮气的情况相比，可以降低填充时所需要的能量，可以实现环境负荷的降低。此外，特别是在塑料瓶由轻量化瓶构成的情况下，有其强度易于不足的倾向，但通过利用过溶解了的空气而使瓶的内压为正压，从而可以通过比较容易的方法提高瓶的强度。

附图说明

图1为显示本发明的一实施方式的水填充系统的平面图。

图2为显示塑料瓶的立体图。

图3为显示本发明的一实施方式的水填充瓶的立体图。

图4(a)(b)为显示在水填充工序中，将水从填充喷嘴填充至塑料瓶的状态的立体图。

图5为显示本发明的一实施方式的水填充方法的流程图。

图6为显示塑料瓶的变形例的立体图。

图7(a)～(c)为显示塑料瓶的变形例的局部立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1～图7为显示本发明的一实施方式的图。

(水填充系统)

首先通过图1～图5，对本实施方式的水填充系统进行说明。

图1所示的水填充系统10为下述系统：通过对具有瓶口部51、瓶身部52和瓶底部53的塑料瓶50(图2)填充水60，在瓶口部51安装瓶盖54并进行封闭，从而制作正压化了的水填充瓶70(图3)。

如图1所示，水填充系统10具备瓶成型部11、检查部12、杀菌部13、冲洗部14、水填充部15、瓶盖安装部16和瓶搬出部17。这些瓶成型部11、检查部12、杀菌部13、冲洗部14、水填充部15、瓶盖安装部16和瓶搬出部17从上游侧向下游侧以该顺序进行配设。

此外，水填充部15上，连接有对塑料瓶50所填充的水60预先使空气过溶解的空气溶解部18。此外，瓶盖安装部16上，连接有将瓶盖54进行灭菌，并且将该灭菌了的瓶盖54输送至瓶盖安装部16的瓶盖灭菌部19。

其中位于最上游侧的瓶成型部11，由瓶坯(preform)55成型塑料瓶50(图2)。该瓶成型部11具有：搬入瓶坯55的瓶坯搬入部25，将从瓶坯搬入部25送来的瓶坯55进行加热的瓶坯加热部26，将在瓶坯加热部26加热后的瓶坯55进行双轴拉伸吹塑成型来制作塑料瓶50的吹塑成型部27。

此外，在瓶成型部11内，配置有输送瓶坯55和/或塑料瓶50的多个输送机构28。另外，瓶坯加热部26和吹塑成型部27的构成分别没有特别限定，可以使用一般所使用的装置。例如，吹塑成型部27不限于图1所示那样的旋转式的机构，也可以使用直线式的机构。此外关于输送机构28，不限于图1所示那样的旋转式的机构，也可以使用直线式的机构。另外，以下说明的检查部12可以包含于吹塑成型部27中。

检查部12位于瓶成型部11的下游侧，进行由瓶成型部11制作的塑料瓶50的检查。该检查部12具有检查塑料瓶50的变形、损伤等的检查装置29。作为这样的检查装置29，可以使用以往一般所使用的瓶检查装置。

此外，在检查部12内，配置有将塑料瓶50从瓶成型部11侧向杀菌部13侧输送的多个输送机构30。

杀菌部13位于瓶成型部11和检查部12的下游侧，对从检查部12送来的塑料瓶50内进行杀菌。该杀菌部13具有对空的塑料瓶50内进行杀菌的杀菌装置31。

作为杀菌装置31所用的杀菌方法，可以使用例如电子束杀菌(以下，也称为EB(ElectronBeam)杀菌)方法。另外，由于在水中微生物难以增加，因此可以使用使用了60℃～100℃左右的温水的温水冲洗杀菌方法。或者，可以使用利用杀菌剂对塑料瓶50进行杀菌的药剂杀菌方法。

此外，在杀菌部13内，配置有将塑料瓶50从检查部12侧向冲洗部14侧输送的多个输送机构33。

冲洗部14位于杀菌部13的下游侧，通过冲洗水来洗涤塑料瓶50内部。该冲洗部14具有向在杀菌部13中内部进行了杀菌的塑料瓶50内供给冲洗水的冲洗水供给装置34。冲洗水供给装置34所使用的冲洗水可以包括例如25℃～80℃左右的温水(无菌水)。然后设置使冲洗水干燥的干燥装置(未图示)。作为干燥装置中所使用的气体，可举出例如空气或氮气等非活性气体。另外，在杀菌部13中使用温水冲洗杀菌方法的情况下，可以在冲洗部14中仅进行利用空气(air)冲洗进行的脱水。

此外，在冲洗部14内，配置有将塑料瓶50从杀菌部13侧向水填充部15侧输送的多个输送机构35。

另外，在冲洗部14与水填充部15之间，设置有从冲洗部14向水填充部15输送塑料瓶50的瓶输送部20。另外，符号36表示在瓶输送部20内输送塑料瓶50的输送机构。

另一方面，空气溶解部18与水填充部15连接，如上述那样预先使空气过溶解在水60中。该空气溶解部18具有：储存水60的第1罐61、使空气过溶解在来自第1罐61的水60中的空气溶解装置62、以及储存通过空气溶解装置62而过溶解有空气的水60的第2罐63。

其中，第1罐61用于预先投入使空气过溶解之前的水60并储存。此外，作为空气溶解装置62，可以使用碳酸饮料的制造所使用的一般的碳酸化器、静态混合器等。在使用这样的空气溶解装置62的情况下，由于仅通过改变碳酸饮料生产线的气体种类就可以构成空气溶解部18，因此可以将水填充系统10的设备成本抑制得低。

在该空气溶解装置62上，连接有压缩环境中的空气的由例如压缩机构成的空气压缩装置64。在该情况下，在空气溶解装置62与空气压缩装置64之间，设置有将空气进行无菌化的无菌过滤器65。作为该无菌过滤器65所含的过滤器的材质，优选使用树脂制和金属制过滤器，特别是，作为树脂，优选使用聚烯烃制、聚酰亚胺制过滤器，作为金属，优选使用不锈钢制过滤器。此外，作为过滤器的孔的细度，优选采用0.01μm～1μm的细度。而且环境中的空气(Air)被引入至空气压缩装置64，通过空气压缩装置64被压缩后，介由无菌过滤器65而送至空气溶解装置62。

第2罐63用于暂时储存过溶解有空气的水60，其内部被加压。此外，在第2罐63中，可以将水60的温度调整至例如4℃～40℃。

水填充部15位于冲洗部14的下游侧，将通过空气溶解部18而过溶解有空气的水60填充至塑料瓶50内。该水填充部15具有：将塑料瓶50从冲洗部14侧向瓶盖安装部16侧一边旋转一边输送的旋转输送机构37；以及设置于旋转输送机构37的中途并具有向塑料瓶50内填充水60的填充喷嘴38a(38b)(图4(a)(b))的填充装置38。填充装置38与空气溶解部18的第2罐63连接，在填充装置38中送入来自第2罐63的水60。作为水填充部15，除了图1所示那样的使用旋转输送机构37的旋转型填充机构以外，还可以使用使塑料瓶50直线地移动并进行填充的直线型填充机构。

另外，在水填充部15中填充水60时，可以如图4(a)所示那样塑料瓶50的瓶口部51与填充喷嘴38a分开(也称为瓶口上填充方式)，或者也可以如图4(b)所示那样塑料瓶50的瓶口部51与填充喷嘴38b密合(也称为密合填充方式)。特别优选使塑料瓶50内为加压状态同时使瓶口部51与填充喷嘴38b密合而填充(密合加压填充方式)。这是因为，在该情况下，能够抑制填充时的溶解空气的起泡。

水填充部15中的水60的填充时的温度可如上述那样在第2罐63中进行调整，具体而言为4℃～40℃。

瓶盖安装部16位于水填充部15的下游侧。该瓶盖安装部16具有通过在塑料瓶50的瓶口部51安装瓶盖54来封闭塑料瓶50的压盖机39。

此外，在瓶盖安装部16内，设置有将塑料瓶50从水填充部15向压盖机39输送的输送机构40；以及将来自瓶盖灭菌部19的瓶盖54向压盖机39输送的瓶盖输送机构41。

这样，通过在瓶盖安装部16中向塑料瓶50的瓶口部51安装瓶盖54，从而获得正压化了的水填充瓶70(图3)。

瓶搬出部17将这样获得的正压化了的水填充瓶70向水填充系统10的外部搬出。

此外，如图1所示，可以在瓶盖安装部16和瓶搬出部17的下游侧，设置将过溶解在水中的空气挤到塑料瓶50的顶部空间中的过溶解气体产生部43。该过溶解气体产生部43将过溶解在水中的空气挤到水填充瓶70(塑料瓶50)的顶部空间中，由此将水填充瓶70的内部正压化。另外，作为过溶解气体产生部43，可以使用通过使用超声波水喷淋等而使过溶解了的空气强制性产生的装置。或者，作为过溶解气体产生部43，还可以是在水填充瓶70到装箱为止的期间，通过在带式输送机输送中施加振动，从而(自然地)在顶部空间产生过溶解了的空气。

另外，如图1所示，构成水填充系统10的瓶成型部11、检查部12、杀菌部13、冲洗部14、瓶输送部20、水填充部15、瓶盖安装部16、瓶搬出部17、空气溶解部18和瓶盖灭菌部19互相连接而构成一体化的单元。即，本实施方式的水填充系统10，将瓶坯55搬入至瓶成型部11后，直至将水填充瓶70从瓶搬出部17搬出，可以在一个地方连贯地进行各工序。

在本实施方式中，由于在瓶成型部11、检查部12和杀菌部13各部之间，不是通过使用例如气体输送管(airshooter)来输送塑料瓶50，因此可以紧凑地构成水填充系统10的整体。此外，也没有发生在使用气体输送管进行空气输送期间塑料瓶50彼此碰撞的情况，因此特别是在使用轻量化了的塑料瓶50的情况下，可以防止塑料瓶50变形。此外，在本实施方式中，在杀菌部13中，通过将由瓶成型部11的瓶坯加热部26产生的热作为预热而使用，从而可以进行杀菌，因此可以实现节能化。但是，在塑料瓶50的重量重的情况下，由于没有由使用气体输送管时的碰撞引起的变形，因此也可以为使用了气体输送管的系统。

另外，在图1中，杀菌部13、冲洗部14、瓶输送部20、水填充部15和瓶盖安装部16为无菌环境。因此，通过上述杀菌部13、冲洗部14、瓶输送部20、水填充部15和瓶盖安装部16而实施的各工序(后述)都在无菌环境下进行。

在本实施方式中，从杀菌部13至瓶盖安装部16的塑料瓶50的生产(输送)速度优选为100bpm～1500bpm。这里所谓bpm(瓶每分钟)，是指每1分钟的塑料瓶50的输送速度。

另外，水填充系统10可以不是一定具有瓶成型部11和检查部12。在该情况下，可以在水填充系统10的外部制作瓶50，向水填充系统10的杀菌部13直接供给。此外，该情况下，杀菌部13、冲洗部14、瓶输送部20、水填充部15、瓶盖安装部16、瓶搬出部17、空气溶解部18和瓶盖灭菌部19可以互相连接而构成一体化的单元。

另外，作为本实施方式中所用的水60，除了例如矿泉水那样的饮料用的水以外，还可以使用加味水(FlavorWater)(柑橘系、薄荷味等带香料的水)那样地在水中含有香料等成分的水。

(水填充方法)

接下来，通过图1和图5，对本实施方式的水填充方法(定义为DAir(溶解空气，DissolvedAir)技术)进行说明。本实施方式的水填充方法使用例如上述水填充系统10(图1)来进行。

首先，在瓶成型部11中，由瓶坯55成型塑料瓶50(瓶成型工序)(图5的步骤S1)。

这期间，首先瓶坯55从水填充系统10的外部搬入至瓶坯搬入部25，该瓶坯55通过瓶坯加热部26而被加热。接下来，被瓶坯加热部26加热后的瓶坯55在吹塑成型部27进行双轴拉伸吹塑成型，而制作塑料瓶50(图2)。另外，在瓶成型部11内，通过多个输送机构28来输送瓶坯55和/或塑料瓶50。

这样制作的塑料瓶50从瓶成型部11输送至检查部12。接下来，通过检查部12的检查装置29，进行塑料瓶50的变形、损伤等的检查(检查工序)(图5的步骤S2)。

假设通过检查部12检测到塑料瓶50中存在变形、损伤等不良状况，则该塑料瓶50从检查部12向水填充系统10的外部排出。另外，在检查部12内，通过多个输送机构30来输送塑料瓶50。

接下来，塑料瓶50从检查部12向杀菌部13输送。

另外，在水填充系统10不具有瓶成型部11和检查部12的情况下，可以不经过上述的瓶成型工序和检查工序，而将在水填充系统10的外部制作的瓶50直接供给至杀菌部13。

接着在杀菌部13中，通过EB杀菌方法、温水冲洗杀菌方法或药剂杀菌方法等，对塑料瓶50内进行杀菌(杀菌工序)(图5的步骤S3)。在杀菌部13中，通过杀菌装置31对塑料瓶50内进行杀菌。另外，在杀菌部13内，通过多个输送机构33来输送塑料瓶50。

如上述那样，瓶成型部11、检查部12和杀菌部13互相连接而被一体化。因此，在杀菌部13中，可以使用由瓶成型部11的瓶坯加热部26产生的热作为预热而提高杀菌效率。

接着，塑料瓶50从杀菌部13输送至冲洗部14。接下来，在该冲洗部14中，向塑料瓶50内供给冲洗水(冲洗工序)(图5的步骤S4)。

即，通过冲洗水供给装置34，向在杀菌部13中内部进行了杀菌的塑料瓶50内供给冲洗水，从而使用冲洗水来洗涤塑料瓶50内，除去残存在塑料瓶50内的异物等。另外，在冲洗部14内，通过多个输送机构35来输送塑料瓶50。另外，在杀菌部13中使用温水冲洗杀菌方法的情况下，可以在冲洗部14中仅进行利用空气(air)冲洗进行的脱水。

接着，塑料瓶50从冲洗部14输送至瓶输送部20。在该瓶输送部20中，塑料瓶50介由输送机构36向水填充部15输送。

接着，在水填充部15中，从塑料瓶50的瓶口部51填充水60(水填充工序)(图5的步骤S5)。

在这样填充的水60中，通过空气溶解部18而预先过溶解有空气。即在本实施方式中，在水填充工序S5之前，设置有预先使空气过溶解在水60中的空气溶解工序(图5的步骤S8)。

在空气溶解工序S8中，首先，使空气过溶解之前的水60储存于第1罐61内。接下来，通过由例如压缩机构成的空气压缩装置64，将环境中的空气进行压缩，将其通过无菌过滤器65进行无菌化，并且送入至空气溶解装置62。

接下来，将来自第1罐61的水60送至空气溶解装置62，空气溶解装置62使来自空气压缩装置64的空气对来自第1罐61的水60过溶解。具体而言，通过在加压状态下使空气与水60接触，从而使空气过溶解于水60中。然后，通过空气溶解装置62而过溶解有空气的水60被送至第2罐63并储存。

在该第2罐63中，水60的温度调整至例如4℃～40℃，该水60被送至水填充部15的填充装置38。而且，在填充装置38中，水60从填充喷嘴38a向塑料瓶50内填充。在该情况下，水60在4℃～40℃的温度被填充。

另外，在例如水60的填充温度为4℃～40℃，空气相对于水60的溶解压为0.01MPa～0.3MPa，并且塑料瓶50的填充量为400ml～600ml，水60的液面上空间部为0ml～20ml的情况下，相对于填充至塑料瓶50内的水60的量，过溶解于水60中的空气的量优选为0.02g/L～0.38g/L。通过使过溶解于水60中的空气的量为0.02g/L以上，从而在安装瓶盖54并进行封闭后，可以充分地提高塑料瓶50的内部的压力，提高塑料瓶50的强度。此外，通过使过溶解于水60中的空气的量为0.38g/L以下，从而塑料瓶50内部的压力不会过高，因此也没有在封闭后由塑料瓶50的加压变形引起的显著的外观不良，也可确保瓶盖的密封性。

另外，如上述那样，在水填充工序S5中，在填充水60时，塑料瓶50的瓶口部51与填充喷嘴38a可以分开(图4(a))，或塑料瓶50的瓶口部51与填充喷嘴38b可以密合(图4(b))。在使塑料瓶50的瓶口部51与填充喷嘴38b密合的情况下，优选使塑料瓶50内为加压状态同时进行填充(密合加压填充方式)。

接着，塑料瓶50通过旋转输送机构37从水填充部15向瓶盖安装部16输送。接下来，在瓶盖安装部16中，在塑料瓶50的瓶口部51安装瓶盖54(瓶盖安装工序)(图5的步骤S6)。

瓶口部51所安装的瓶盖54预先由瓶盖灭菌部19进行杀菌(瓶盖杀菌工序)(图5的步骤S9)。然后瓶盖54介由瓶盖输送机构41而输送至压盖机39，在该压盖机39中安装于塑料瓶50的瓶口部51。

这样获得的正压化了的水填充瓶70(图3)通过瓶搬出部17向水填充系统10的外部搬出(搬出工序)(图5的步骤S7)。

另外，上述杀菌工序S3、冲洗工序S4、水填充工序S5和瓶盖安装工序S6都在无菌环境下进行。

另外，在设置有过溶解气体产生部43的情况下，在瓶盖安装工序S6之后，在该过溶解气体产生部43中，将过溶解在水中的空气挤到水填充瓶70(塑料瓶50)的顶部空间中，由此将水填充瓶70的内部正压化(过溶解气体产生工序)(图5的步骤S10)。作为挤出过溶解在水中的空气的方法，可以使用通过超声波水喷淋的使用等而使过溶解了的空气强制性产生的方法。或者，也可以在到水填充瓶70装箱为止的期间，在带式输送机输送中施加振动，从而(自然地)在顶部空间产生过溶解了的空气。

根据以上那样的本实施方式，预先使空气过溶解在水60中，然后将过溶解有空气的水60填充至塑料瓶50内。由此，在塑料瓶50的瓶口部51安装瓶盖54并进行封闭后，过溶解在水60中的空气在塑料瓶50内的顶部空间中气化，塑料瓶50内保持正压。

一般而言，空气包含约80%的氮气(N₂)和约20%的氧气(O₂)，关于各气体在水中的溶解度(20℃·1atm)，氮气(N₂)为0.016ml/ml，与此相对，氧气(O₂)为0.031ml/ml。因此，空气与氮气相比易于溶入水中。因此，与仅使氮气过溶解的情况(上述的DN2技术)相比，可以提高塑料瓶50内的压力。

此外根据本实施方式，通过使空气过溶解在水60中，从而与使氮气过溶解的情况相比，可以实现省能量化，同时降低环境负荷。即，在使空气过溶解在水60中的情况下，由于仅仅通过空气压缩装置64将空气进行压缩而使用，因此所使用的能量少就可以。与此相对，在使氮气过溶解于水60的情况下，在制作液氮、或使用分馏器从液化空气中分馏液氮时需要庞大的能量。因此，在本实施方式中，可以通过使用空气而以低成本使塑料瓶50内为正压。

此外，特别是在塑料瓶50由轻量化瓶构成的情况下，有其强度易于不足的倾向，但根据本实施方式，由于通过过溶解了的空气而使瓶的内压为正压，因此可以通过比较容易的方法提高瓶强度。

此外，根据本实施方式，即使在压盖后(保存中)塑料瓶50内的气体透过瓶而逃逸至外部空气中的情况下，由于从水60向气相充气气体，因此容器的内压不会降低。与此相对，作为比较例，在使用上述LN2(液氮，LiquidNitrogen)技术的情况下，由于由压盖前添加液氮的量决定瓶的内压，然后不充气气体，因此有可能容器的内压降低。

(水填充瓶)

接下来，通过图2、图3、图6和图7对本实施方式的水填充瓶进行说明。

图3所示的水填充瓶70具备塑料瓶50和填充于塑料瓶50内的水60。其中塑料瓶50具有瓶口部51、瓶身部52、和通过由花瓣形状构成而耐压被增强了的瓶底部53(图2和图3)。

这样的水填充瓶70是使用图1所示的水填充系统10，通过图5所示的水填充方法制作的，至少在瓶盖安装部16中在将塑料瓶50刚封闭后，在水60中过溶解有空气。经过一定时间后，过溶解在水60中的空气在顶部空间中气化，塑料瓶50内保持正压。此时的塑料瓶50内的压力优选为例如10kPa～300kPa左右。

另外作为塑料瓶50的主材料，优选使用热塑性树脂，特别是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PLA(聚乳酸)等。此外，塑料瓶50的重量不受限定。

另外，上述中，作为塑料瓶50，将其瓶底部53由花瓣形状构成的情况作为例子进行说明。然而，不限于此，作为塑料瓶，也可以使用图6和图7所示的构成的塑料瓶。

在图6所示的变形例中，塑料瓶50A具有瓶口部51、瓶身部52和瓶底部53A。在瓶底部53A中，通过形成凹陷部56而耐压被增强了。

此外，如图7(a)～(c)所示，可以使用具有通过凹部、凸部和/或槽而耐压被增强了的瓶底部53B～53D的塑料瓶50B～50D。

实施例

接下来，对本发明的具体的实施例进行说明。

(正压化时的能量消耗量的计算)

关于以下所举出的3种水填充瓶(实施例1、比较例1、比较例2)，计算出将塑料瓶50的内部正压化时所需要的能量消耗量。

(实施例1)

使用图1所示的本实施方式的水填充系统10，并且通过图5所示的水填充方法，制作出图3所示的水填充瓶70(实施例1)(DAir技术)。另外，作为塑料瓶50，使用容量500ml并且重量12g的PET瓶。此外，以使塑料瓶50内的顶部空间体积为20m1，塑料瓶50内的压力为50kPa的方式进行正压化。此外，使用水作为水60。

(比较例1)

在空气溶解工序中，对于水60，不是使空气而是使氮气过溶解，除此以外，与上述实施例1同样地操作，制作出水填充瓶(比较例1)(DN2技术)。

氮气使用氮气产生装置来制作。

(比较例2)

对于水60，不预先溶解气体，通过将通常的水60填充至塑料瓶50后，在即将封闭之前添加液氮，将塑料瓶50内部正压化，从而制作出水填充瓶(比较例2)(LN2技术)。作为塑料瓶50，使用与上述实施例1同样的塑料瓶，关于塑料瓶50内的顶部空间体积和塑料瓶50内的压力，也与上述实施例1的情况同样。

关于这样获得的各水填充瓶(实施例1、比较例1、比较例2)，计算出将塑料瓶50内部正压化时所需要的能量消耗量(表1)。

[表1]

其结果是，在将水填充瓶70(实施例1)的塑料瓶50内部正压化时所需要的能量消耗量设为100%的情况下，将水填充瓶(比较例1、比较例2)的塑料瓶50内部正压化时所需要的能量消耗量分别为168%、350%。因此，可知在使用本实施方式的水填充方法(DAir技术)的情况下，可以使将塑料瓶50内部正压化时所需要的能量消耗量与以往相比减少。

(空气注入量和瓶内压测定结果)

关于以下所举出的6种塑料瓶(实施例2～5、比较例3～4)，对测定水填充瓶70的塑料瓶50的装载强度得到的结果进行评价。

(实施例2)

使用图1所示的本实施方式的水填充系统10，并且通过图5所示的水填充方法，制作出图3所示的水填充瓶70(实施例2)(DAir技术)。另外，作为塑料瓶50，使用容量500ml且重量12g的PET瓶。在该情况下，在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，使过溶解在水60中的空气的量(空气注入量)为0.20g/L。此外，使水填充工序(图5的步骤S5)中的水60的填充温度为15℃，液面上空间部为10ml。

(实施例3)

在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，使过溶解在水60中的空气的量(空气注入量)为0.02g/L，除此以外，与上述实施例2同样地操作，制作出水填充瓶70(实施例3)。

(实施例4)

在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，使过溶解在水60中的空气的量(空气注入量)为0.20g/L，瓶容量为300ml，除此以外，与上述实施例2同样地操作，制作出水填充瓶70(实施例4)。

(实施例5)

在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，使过溶解在水60中的空气的量(空气注入量)为0.38g/L，瓶容量为300ml，除此以外，与上述实施例2同样地操作，制作出水填充瓶70(实施例5)。

(比较例3)

使塑料瓶50的重量为18g，以及在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，不在水60中过溶解空气，除此以外，与上述实施例2同样地操作，制作出水填充瓶70(比较例3)。

(比较例4)

使塑料瓶50的重量为15g，容量为300ml，以及在空气溶解工序(图5的步骤S8)中，不在水60中过溶解，除此以外，与上述实施例2同样地操作，制作出水填充瓶70(比较例4)。

关于另外的6种水填充瓶70(实施例2～5、比较例3～4)，测定塑料瓶50的装载强度(表2)。

[表2]

其结果是，水填充瓶70(实施例3)的塑料瓶50的强度改善效果为10N。这是略微改善了的程度，弥补强度降低的效果弱。另一方面，水填充瓶70(实施例2)的塑料瓶50的强度改善效果为150N，强度也为280N。塑料瓶50的强度与18g的瓶(比较例3)为同等程度的强度。此外，水填充瓶70(实施例4)的塑料瓶50的容量为300ml，容器尺寸小，因此在空气注入量为0.20g/L时，强度改善效果为10N。另一方面，水填充瓶70(实施例5)的塑料瓶50的强度改善效果为160N，强度也为300N。此外，该塑料瓶50的强度与15g的瓶(比较例4)为同等程度的强度。

Claims

1.一种水填充方法，其特征在于，是在具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶内填充水的水填充方法，其包括下述工序：

预先使空气过溶解在所述水中的空气溶解工序；

将过溶解有所述空气的所述水填充至所述塑料瓶内的水填充工序；以及

在填充有所述水的所述塑料瓶的所述瓶口部安装瓶盖的瓶盖安装工序，

并且，在所述水填充工序中，所述水从填充喷嘴被填充至所述塑料瓶，在填充所述水时，所述塑料瓶的所述瓶口部与所述填充喷嘴密合。

2.根据权利要求1所述的水填充方法，其特征在于，所述水填充工序在无菌环境下进行。

3.根据权利要求1所述的水填充方法，其特征在于，相对于填充在所述塑料瓶内的所述水的量，过溶解在所述水中的所述空气的量为0.02g/L～0.38g/L。

4.根据权利要求1所述的水填充方法，其特征在于，在所述水填充工序中，向所述塑料瓶内填充4℃～40℃温度的所述水。

5.根据权利要求1所述的水填充方法，其特征在于，所述塑料瓶的所述瓶底部具有耐压被增强了的形状。

6.根据权利要求1所述的水填充方法，其特征在于，在所述瓶盖安装工序后，设置将过溶解在所述水中的所述空气挤到所述塑料瓶的顶部空间中的过溶解气体产生工序。

7.一种水填充系统，其特征在于，是在具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶内填充水的水填充系统，其具备：

预先使空气过溶解在所述水中的空气溶解部；

将通过所述空气溶解部而过溶解有所述空气的所述水填充至所述塑料瓶内的水填充部；以及

在填充有所述水的所述塑料瓶的所述瓶口部安装瓶盖的瓶盖安装部，

并且，在所述水填充部，所述水从填充喷嘴被填充至所述塑料瓶，在填充所述水时，所述塑料瓶的所述瓶口部与所述填充喷嘴密合。

8.根据权利要求7所述的水填充系统，其特征在于，在所述水填充部中，在无菌环境下将所述水填充至所述塑料瓶内。

9.根据权利要求7所述的水填充系统，其特征在于，还具备设置于所述水填充部的上游侧并对所述塑料瓶进行杀菌的杀菌部，

至少所述杀菌部、所述水填充部和所述瓶盖安装部互相连接而构成一体化的单元。

10.根据权利要求7所述的水填充系统，其特征在于，所述塑料瓶的所述瓶底部具有耐压被增强了的形状。

11.根据权利要求7所述的水填充系统，其特征在于，在所述瓶盖安装部的下游侧，设置有将过溶解在所述水中的所述空气挤到所述塑料瓶的顶部空间中的过溶解气体产生部。

12.根据权利要求7所述的水填充系统，其特征在于，还具备设置于所述水填充部的上游侧并对所述塑料瓶进行杀菌的杀菌部，

从所述杀菌部至所述瓶盖安装部的所述塑料瓶的输送速度为100bpm～1500bpm。

13.一种水填充瓶，其特征在于，具备：

具有瓶口部、瓶身部和瓶底部的塑料瓶；以及

填充在所述塑料瓶内的水，

在所述水中，预先过溶解有空气，

并且，所述水从填充喷嘴被填充至所述塑料瓶，在填充所述水时，所述塑料瓶的所述瓶口部与所述填充喷嘴密合。

14.根据权利要求13所述的水填充瓶，其特征在于，所述塑料瓶的所述瓶底部具有耐压被增强了的形状。