JP2008094482A

JP2008094482A - 液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法

Info

Publication number: JP2008094482A
Application number: JP2006281717A
Authority: JP
Inventors: Koji Maeda; 耕二前田; Noritaka Hikichi; 紀敬引地
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】薄肉軽量化されることにより胴部などの延伸される部分の強度が低下したボトルに対し、通常の流通と同様に取り扱い可能となるように、内容物が充填されたボトルの強度を向上させる。
【解決手段】液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法を、ボトルの少なくとも内面を湿熱加熱殺菌する工程と、湿熱加熱殺菌されたボトルを６５℃以下の温度で内容物を充填する工程と、内容物が充填されたボトルに別途殺菌されたキャップを巻きしめボトルを密封する工程と、密封されたボトルを加熱してボトルの体積を減少させ、ボトル内部圧力を常圧または微陽圧へとなすとともに強度を向上させる工程と、からなる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体製品が充填される内容量が２リットル程度までで、ボトルの胴部平均肉厚を５０〜２００μｍのペット（ＰＥＴ）ボトルなどの薄肉のプラスチックボトルに液体内容物を充填し、密封してボトル詰製品を得る製造方法であって、ボトル詰製品を複数本まとめてカートンケースに入れて流通するなど、従来と同じ流通方法でハンドリングできる液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート樹脂を主体とするペット（ＰＥＴ）ボトルは、ポリエチレンテレフタレート樹脂を射出成形し一次成形体であるプリフォームを得て、このプリフォームを延伸ブロー成形に適した温度までヒーターなどで加熱し、二軸延伸ブローを行ってペットボトルとしている。このペットボトルは、軽量性・透明性・強靱性に優れることから、炭酸飲料、果汁飲料、ミネラルウォーター、各種お茶類や食品調味料などの各種液体製品に多用されている。

また、内容物のフレーバーの影響の少なく、使用するボトルも軽量化が図れることなどから、予め非耐熱性のプラスチックボトルを加熱薬剤や温水などで殺菌し、無菌環境下で別に殺菌した内容物を充填して密封する、いわゆるアセプティック充填がホットパック充填に代わって多く行われている。

ところで、近年、プラスチックボトルは急速に普及、浸透するようになり、この広範な普及にともない、環境問題への配慮や原材料の高騰などを理由に、特に飲料用のアセプティック充填用ボトルに対して、薄肉軽量化が強く求められている。

特許文献１では、このような要請にこたえるため、薄肉軽量のペットボトルの製造方法を開示し、重量が３５ｇ、胴部平均厚みが約２００μｍという薄肉軽量の内容量２リットルの薄肉プラスチックボトルを提供しようとしている。この特許文献１に開示されるボトルは、従来のプラスチックボトルに対してかなり軽量化された優れたものであるが、それでもさらなる軽量化の要請がある。

上記特許文献１などに示されたプラスチックボトルをさらに薄肉化すると、ボトル胴部の強度が弱くなり、これらのボトルに内容物を充填して製品化し、複数本カートンケースに入れて流通過程に乗せた場合、ボトルの軸加重強度が弱いので、カートン製品を複数段積みつけると、内容物詰製品のボトルが変形してしまい、積みつけが崩れるという問題があり、内容物詰製品の強度向上が望まれていた。

特開２００６−１３７０５８

本発明は、上記の問題点に鑑み、内容物を充填して製品化し、複数本カートンケースに入れて流通過程に乗せた場合であっても、ボトルの軸加重強度が十分にあり、カートン製品を複数段積みつけても崩れることなく、通常の流通過程でハンドリングすることができる薄肉の液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法を提供する。

本発明者等は、上基本発明の目的を達成するため鋭意研究と実験を重ねた結果、内容物が充填されキャップが巻き締められて密封された非耐熱性の薄肉プラスチックボトル詰液体内容物詰製品を、密封された状態で加熱してボトルの体積を減少させてボトル内圧をアップさせることにより、薄肉プラスチックボトル詰液体内容物製品におけるこれらの不都合を解消できることに想到した。

すなわち、本発明の上記目的を達成する液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法は、請求項１では、液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法を、ボトルの少なくとも内面を湿熱加熱殺菌する工程と、湿熱加熱殺菌されたボトルを６５℃以下の温度で内容物を充填する工程と、内容物が充填されたボトルに別途殺菌されたキャップを巻きしめボトルを密封する工程と、密封されたボトルを加熱してボトルの体積を減少させる工程と、からなる構成とした。
これにより、ボトルが熱により収縮して強度が増すだけでなく、ボトルの内部圧力も上昇することから、ボトルの強度を上げることができる。

また、本発明の請求項２では、ボトルの体積を減少させる工程を、ボトルの湿熱加熱殺菌工程に入る直前の体積（ボトルの満注容量）より０．２％〜２．０％減少させるものであることとした。これによりボトルの強度を向上させ、内圧を適当な範囲内に維持することができる。
さらに、請求項３では、内容物を充填する工程を、１０℃以下に冷却された内容物を充填するものであることとした。これにより、内容物が常温となる場合の体積膨張をボトル内部圧力上昇に用いることができる。

以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る薄肉プラスチックボトル（内容量が５００ｍｌ〜２０００ｍｌ、胴部の平均肉厚が５０μｍ〜２００μｍ）詰液体内容物製品の製造工程を示すフロー図である。
ボトル１は、プリフォーム(パリソン)と呼ばれる予備成形物を加熱し延伸ブロー成形したもので、内容量２リットルの製品に用いられる薄肉軽量のペットボトルで、重量は３０ｇ、胴部平均厚みが約１５０μｍである。

ボトルの殺菌洗浄工程２は、上流工程より搬送されてきたボトル１を受け入れ、無菌環境に維持されたボックス内で、ボトル１本ごとに内面および／または外面を、過酢酸系、過酸化水素系薬剤や飲料に適した水などを加熱した殺菌流体で殺菌、洗浄する。

ボトルの殺菌洗浄工程２を経たボトル１は、次いで内容物充填工程３へと無菌環境が維持された空間だけを通って搬送される。
内容物充填工程３では、別途殺菌され無菌環境下のタンクに貯められた液体内容物が所定量計量され、充填ノズルよりそれぞれのボトルに充填される。

液体内容物が充填されたボトルは、さらに無菌環境が維持された空間を通ってボトル密封工程４へと搬送される。密封工程では、別途過酢酸系、過酸化水素系薬剤や飲料に適した水などを加熱した殺菌流体、蒸気や電子線など公知の殺菌方法で、ボトル１と同程度に殺菌されたキャップがボトル１のノズル口に載置され、キャップをトルク回転させて無菌環境下でキャップ巻き締めを行い、ボトル１を密封する。密封されたボトル１は、無菌環境空間より排出される。

通常、無菌環境空間より排出された内容物が充填されたボトルは、加飾工程などを経て６〜８本ごとにカートンケースに装填され、カートンをパレットに積みつけて倉庫などで保管される。倉庫内では、ボトル強度に加え、カートン自体にもかなりの強度があることから、パレットを複数段重ねた状態で保管することがある。また、アセプティック充填された液体内容物充填製品は、通常、フレーバーなどの内容物に影響がない範囲で常温よりも高い温度で充填されていることが多く、このため保管時などにボトル内部が減圧して変形することもある。

特に、薄肉計量プラスチックボトルに内容物を無菌充填した場合、ボトルの胴部が薄肉であるため、ボトルの強度、特に軸加重強度が不足しており、内部圧力も減圧方向となるため、通常の複数段のパレット積を行うと、内容物が充填されたボトルは、ボトルに変形が生じてパレット積が崩れてしまう可能性がある。

図１に示す本発明の製造工程では、内容物が充填されたボトル１に強度をもたせるため、ボトル密封工程４より排出された内容物が充填されたボトル１を加熱するボトル加熱工程５が設けられている。このボトル加熱工程５は、内容物およびボトルの胴体部よりも上部の部分の加熱は極力抑え、主にボトルの胴体部のみを加熱して収縮させることを目的としており、具体的には、内容物が充填されたボトル１を、ネックリングより上方をカバー部材等で保護し、ボトル１のガラス転移点よりも高い温度に設定された水槽内に連続的に投入する構造になっている。

なお、水槽内の温度は、対象物であるボトルのガラス転移点以上の温度となるように設定するのが好ましく、８０℃〜９５℃の範囲とするのが好ましく、より好ましくは９０℃〜９５℃程度とするのが好ましい。また、この水槽内を充填されたボトルが通過する時間、すなわちボトルを収縮させるために加熱する時間は、水槽内の温水などの温度によって適宜設定することができるが、本発明におけるボトル１を９５℃に温度設定された水槽内で加熱する場合は、２０〜４０秒で、所望のボトル収縮と内部圧力を得ることができ、ボトルの強度を向上させることができる。

また、加熱殺菌工程５は、上記のように水槽内の温水などの流体中を通過させること構成とすることに代え、開放型トンネル内に蒸気および／または過加熱蒸気などを供給し、このトンネル内を内容物が充填されたボトルを通過させて、ボトルを収縮させる構成にしてもよい。なお、この場合も加熱しない部分（ボトルのネックリング部よりもノズル口側の部分や底部などの部分）については、断熱材等の補助治具でカバーして断熱するとよい。

ボトル加熱工程５では、ボトル１の収縮量(変形量)は、湿熱加熱殺菌工程前のボトル１の体積量より０．２％（内容積２０００ｍｌのボトルで５ｃｃ相当）〜２．０％（内容積２０００ｍｌのボトルで４０ｃｃ相当）程度減少させるものであること望ましい。ボトル１の胴部平均肉厚にもよるが、通常０．２％以下の収縮量では、十分な収縮が生じておらず、所定のボトル内部圧力や強度が得られないことが多く、また２．０％を超えるものは、内容物が加熱され体積膨張を起こしてしまいボトルの収縮が生じていないことがあり、またボトルを過剰に加熱していることからボトルが変形してしまっていることなどがあるからである。

また、所望の内圧が得られないときは、内容物の充填温度を常温よりも低い温度、好ましくは１０℃以下、特に５℃以下に内容物を温度調節し、充填するとよい。このようにすると、低温の内容物が常温に戻る際に体積膨張し陽圧となるので、この圧力とボトルの収縮による内部圧力上昇とを用いてボトル内圧を常圧または微陽圧としてもよい。
なお、ボトル加熱工程５は、温水シャワーが噴出しているトンネル内を通過させる構造としてもよい。この場合、ボトルの収縮量や内部圧力等を容易にコントロールすることができる。

上記のとおり本発明の液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法は、薄肉軽量のプラスチックボトルに液体内容物を充填する際に利用可能である。特に、内容物を充填し密封された内容物詰製品を加熱してボトル強度や内部圧力を上げたので、これらの製品を通常の流通過程に載せて取り扱うことができるので、プラスチックボトルの更なる軽量化に利用できる。

図１は本発明にかかる液体内容物詰薄肉プラスチックボトル製品の製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１ボトル
２ボトル殺菌洗浄工程
３内容物充填工程
４ボトル密封工程
５ボトル加熱工程

Claims

ボトルの少なくとも内面を湿熱加熱殺菌する工程、湿熱加熱殺菌されたボトルを６５℃以下の温度で内容物を充填する工程、内容物が充填されたボトルに別途殺菌されたキャップを巻きしめボトルを密封する工程、密封されたボトルを加熱してボトルの体積を減少させる工程、とからなる液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法。
前記ボトルの体積を減少させる工程は、前記ボトルの湿熱加熱殺菌工程に入るときの体積を０．２〜２．０％減少させるものであることを特徴とする請求項１に記載の液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法。
前記内容物を充填する工程は、１０℃以下に冷却された内容物を充填するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体内容物詰プラスチックボトル製品の製造方法。