JP4297263B2 - γ線照射滅菌飼料の包材に生ずるピンホールを防止するための包装方法 - Google Patents

Description

本発明は、同一包材に大量に包装された固型飼料をγ線照射して無菌化した後、輸送や保管を行っても、ピンホールの発生を抑制することが可能な飼料の包装方法に関する。

マウスやラット等の実験動物に用いる試験は高い精度が要求されるようになり、無菌動物や特定病原菌フリーの動物を使用する機会が増えてきている。当然それに伴って用いられる飼料も無菌であることが要求される。滅菌法にはオートクレーブ処理、電子線照射、γ線照射等が有るが、電子線は透過力が弱いので、飼料のように比重が大きい物を、しかも大量に処理しなくてはならない場合には適していない。したがって、オートクレーブ処理とγ線照射による無菌化が主体であった。ところが、オートクレーブ処理は動物の飼育場所で自ら実施せねばならず、飼育動物の数が増えれば増えるほど処理しなくてはならない飼料の量も多くなり、設備も大型の物が必要となり、処理にもかなりの時間を要する。更に、オートクレーブ処理によって飼料の硬度変化が起こったり、特定の栄養成分が崩壊したりする問題もある。よって、最近は飼料メーカーから購入すればそのまま使用出来るγ線照射滅菌飼料に対する要求が高くなってきている。

γ線照射滅菌飼料は通常、飼料を製造した後、クラフト袋等に飼料を注入し、上部をヒートシールして密封包装を行った後γ線滅菌を行い、流通させる。輸送中もその密封状態すなわち包装内部の滅菌状態を維持しなければならない。

しかしながら従来の包装方法の欠点としては、内袋を構成するポリエチレン等を原料とする包材が重なる部分に段差が生じ、この段差部分においてヒートシールが不十分となり、輸送中の様々な物理的衝撃により、その部分にてピンホールが発生するということが挙げられる。特に実験動物用の飼料の場合には、このピンホールから雑菌が侵入し、実験用飼料としての価値を減じる事態が生じる。

ピンホールを防止する包装方法として、例えば下記の特許文献１、２に記載の方法もある。しかしながら特許文献１においては医薬液の入った小型の容器を包装する態様しか開示しておらず、また特許文献２においてはせいぜい数kg程度のレトルト食品のパウチ方法しか開示していない。それらはいずれも比較的小型の物体を包装する手段に留まっており、１０〜２０kgの重量の飼料を包装し、輸送してもピンホールが発生しないという内容の技術を開示したものではない。
特開平７−１７１１９６号公報 特開平９−２６７８６８号公報

あるいは、製品流通上での衝撃によるピンホールの発生を防ぐ為、飼料を少量ずつ（１〜２kg／袋）小分けし、何重にも包装して密封し、クッション材を入れ、更に段ボール箱に収容してγ線照射して無菌化することも考えられる。しかしながらこのような方法は当然生産コストも高く、売価も高かった。無菌飼料の需要が多くなると、この様な用法では飼料メーカーでの生産が間に合わない事も起こってくるし、使用者からは当然低価格化に対する要求が強くなってくる。

本発明が解決しようとする課題は、飼料の包装形態を簡略化するとともに一袋当たりの飼料量も増やして合理化による低価格化を目指すとともに、ピンホールの発生を抑制することである。発明者らは鋭意研究を行った結果、これらの相反する要求のいずれも満足させる飼料の包装方法を開発するに到った。

課題を解決するための手段は、以下の通りである。
＜１＞ 以下の工程、すなわち：
（ａ）円筒形包材の一端をヒートシールして袋体Ａを構成する工程、
（ｂ）袋体Ａよりも円周の小さい円筒形包材を同様にヒートシールして袋体Ｂを構成する工程、
（ｃ）袋体Ａに、開口部を同じ方向に向けて袋体Ｂを挿入し、内袋Ｃを構成する工程、
（ｄ）内袋Ｃを、一端にミシンがけ又はオーバーテープを施した外装紙袋Ｄに、開口部を同じ方向に向けて挿入する工程、
（ｅ）開口状態の袋体Ａと袋体Ｂの間、並びに内袋Ｃと外装紙袋Ｄの間を接着剤で固定する工程、
（ｆ）内袋Ｃに飼料を投入し、該内袋Ｃ内の空気を抜いた後、内袋Ｃの開口部を外装紙袋Ｄの上からヒートシールする工程、
（ｇ）上記（ｆ）において外装紙袋Ｄ上のヒートシールした部分から向かって端側をミシンがけし、内袋Ｃと外装紙袋Ｄの一方を固定してクラフト袋Ｅを構成する工程、及び
（ｈ）クラフト袋Ｅをγ線照射により滅菌する工程
により構成されることを特徴とする、飼料の包装方法。
＜２＞ 1袋当たりの飼料の内容量が２０kg以下である、＜１＞に記載の包装方法。
＜３＞ 1袋当たりの飼料の内容量が１０〜２０kgである、＜１＞に記載の包装方法。
＜４＞ 照射するγ線量が６０KGrey以下であることを特徴とする、＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の包装方法。
＜５＞ 照射するγ線量が３０〜６０KGreyであることを特徴とする、＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の包装方法。
＜６＞ 円筒形包材の素材が１３０μm厚低密度ポリエチレンであることを特徴とする、＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の包装方法。

本発明の飼料の包装方法により、飼料の輸送において、従来技術におけるピンホール発生率（１０〜３０％）を１％未満に低下させることが可能となる。

本発明の実施の形態を以下に記す。
はじめに、二枚の円筒型包材を調製し、それぞれ別々にその一端をヒートシールし（図１(c)のＸの部分）、袋体Ａ及び袋体Ｂ（図１(a)及び(b)）を構成する。該包材の素材は特に限定はされず、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、リニアローデンポリエチレン、エバール等が使用可能であるが、強度及びヒートシールの操作性を考慮すると低密度ポリエチレン、特に１３０μm厚の低密度ポリエチレンが望ましい。また、袋体Bは袋体Ａよりも幅が小さいのが望ましい。なぜなら、袋体Ａに、開口部を同じ方向に向けて袋体Ｂを挿入することにより、二重構造の内袋Ｃ（図１(c)）を構成するため、袋体の幅が同じ場合には袋体Ａ内部にて袋体Ｂに皺が形成されてしまい、その後の工程にとって望ましくないからである。

更にこの内袋を、一端にミシンがけ又はオーバーテープを施して構成された外層紙袋Ｄへ、開口部を同じ方向に向けて挿入する（図２(a)及び(b)）。なお、開口状態の袋体Ａと袋体Ｂの間、並びに内袋Ｃと外装紙袋Ｄの間を接着剤で固定するのが望ましい。なぜなら、内袋と外層紙袋の間への飼料の誤入を防止でき、また二枚の内袋が独立して自由に動ける状態なので、この包装方法によると飼料が投入される時に内袋にかかる不均一な力が分散され、ピンホールが生ずることがなくなるからである。

以上のように調製した袋に、自動充填機によって硬く角張った飼料１０kgを充填し、その後空気を抜く。なぜなら、この空気を抜く操作を行わないと、γ線照射時に飼料からガスが生じることにより袋が膨脹し、その後の取り扱いに不都合を生じるからである。なお、上記操作は手作業により行っても、あるいは脱気装置を用いて行っても良い。

飼料を充填して空気を抜いた後、内袋Ｃの開口部を外装紙袋Ｄの上からヒートシールする（図３）。この時直接内袋にヒートシール処理を行うと、過剰な加熱により袋の重なり部分にピンホールを生じる原因となり、望ましくない。

その後、内袋シール部分の外側部分に外装紙袋ごとミシンをかけ、内袋と外袋の一方を固定し、クラフト袋Ｅを構成する（図４）。この際、内袋が外装紙袋内で自由に動かないようにする。この時内袋が自由に動ける状態にしておくと、飼料の輸送や保管時に内袋と外装紙袋がこすれ合って、ピンホールを生ずる原因となる。

最後に、上記の方法で包装した飼料にγ線照射を行い、滅菌を行う。照射するγ線量は３０〜６０KGreyが望ましい。照射線量が３０KGrey以下では十分に飼料が滅菌されず、逆に６０KGrey以上では線量の増加に見合うだけの効果が得られない。なお、照射を行う際、クラフト袋の位置によって照射線量は異なるので、最小照射線量が３０KGreyになるように設定するのが望ましい。その場合、同一ロットでの最大照射線量は６０KGrey程度になっているものと推定できる。

（比較例１）
第一の比較例として、１００μm厚のポリエステル／ナイロン／ポリプロピレンの３層ラミネート構造で、背貼りタイプ（図５の背部ヒートシール部Ｘａ及び底部ヒートシール部Ｘｂにより袋状とした）の一重の内袋Ｆを作成し（図５(a)及び(b)）、これを外装紙袋に挿入した。その後内袋に飼料１０ｋｇを入れ、開口部を外装紙袋上からヒートシールして密封した。こうして包装した飼料を３０KGreyのγ線照射によって無菌飼料とした。ピンホールの有無は逆性石鹸等の殺菌作用を有する界面活性剤を添加した水槽に飼料を含む内袋部分のみを取り出して浸漬し、袋内への液の滲入を飼料のぬれによる変色を指標にして調べた。その結果、この包装方法では２２%（２００袋中４３袋）にピンホールが認められ、製品として使用に耐えない事がわかった。ピンホールの発生部位は、背貼り部分とヒートシール部分が四重に重なる部位に多く発生し（図５(b)のＺａ）、また不特定部位にもピンホールが認められた。以上より、本比較例で使用した包材は不適切である事が明らかとなった。

（比較例２）
次に、試験例１より丈夫であると考えられる１１０μm厚のナイロン／ナイロン／ポリプロピレンの三層ラミネート構造で、背貼りタイプの一重内袋を作成した。試験例１と同じ条件で無菌飼料を作成し、ピンホールを調べた。その結果、３１%（１３０袋中４０袋）にピンホールが認められ、試験例1より結果が悪くなった。ピンホールの発生部位は、背貼り部分とヒートシール部分が四重に重なる部分が大部分であった。また、包材の厚さを厚くしたため、γ線照射によって包材が硬化し、むしろ試験例1よりピンホールが発生しやすくなった。以上より、包材が重なって段差が出来ている部分への熱の伝わり方が不均一となり、シール不完全あるいは非常に弱いシール状態になったことが考えられる。これらの問題を解決するためには、ヒートシールを行う内袋部分の段差のない、つまり背貼り部分のない袋を採用すること、及びヒートシールに適した包材の検討が必要であることが示唆された。

（比較例３）
背貼り部分をなくした袋にするため、ラミネート（貼り合わせ）構造ではなく、単一成分の素材を円筒型に成型した包材を採用した。円筒型の１３０μm厚低密度ポリエチレンの一方をヒートシールし、一重の内袋を作成した。その他は試験例1と同じ条件で無菌飼料を作成し、ピンホール率を調べた。その結果、４６%（１３０袋中６０袋）にピンホールが認められ、ピンホールの発生部位は不特定部位であった。すなわち、本比較例の包材は、一重では耐衝撃強度に問題があることが示唆された。

（比較例４）
耐衝撃性を強化するため、試験例３と同じ素材である１３０μm厚円筒型低密度ポリエチレンを内外二枚を重ね合わせ、同時にヒートシールし（図６のＸ）、内袋Ｇを作製した（図６）。この内袋を、一端をミシンかけあるいはオーバーテープで固定した外袋紙袋に挿入した。また、内袋の内層と外層の間、内袋と外装紙袋の間に飼料が誤って入るのを防ぐため、内袋を構成する二枚の包材間、内袋と外袋紙袋の間を接着剤で軽く固定した。この袋に飼料１０kgを注入し、手で空気を抜いた後、内袋の開口部を外装紙袋上からヒートシールした。更に内袋シール部分の外側部分に外装紙袋とともにミシンがけを行い、内袋と外層紙袋の一方を固定し、内袋が外装紙袋内で自由に動かないようにした。このようにして作成した飼料入り袋を比較例1と同じ方法でγ線照射して無菌飼料とし、同様にピンホール率を調べた。その結果、ピンホール率は７%（１３０袋中９袋）と比較例３の一重袋に比べて著しく減少したが、まだ５%以上あった。ピンホール率が低下した理由は、二重袋にしたことにより、内袋の内層と外層の間に存在する空気層がクッションの役割を果たし、耐衝撃性が強くなったものと思われる。本比較例のピンホールの大部分は内袋に直接ヒートシールを行った部分であった。内袋を構成する内層と外層の二枚の間で多少大きさに違いがあり、それらを二枚重ねると段差部（図６のＺｂ）が生じてしまう。これをそのままヒートシールすると、重なり部分が弱くなり、輸送する時の衝撃によってピンホールが生じ、飼料部分には至らなくとも、内袋の内層と外層の間には薬液が滲入してしまう。内袋の内層と外層の間に薬液が滲入すると、飼料を無菌室内で開封する時にどうしても薬液が飼料に混入してしまい、好ましくない。しかしながら、外装紙袋上からヒートシールしたシール部分からは飼料部分あるいは内袋の内層と外層の間への薬液の滲入はほとんど認められなかった。これは内袋への直接のヒートシールとは違い、シーラーの間に紙袋を挟むことによって内袋への熱の伝わり方が均一となり、多少の段差の存在にも関わらず均一にヒートシールができたことが示唆された。

（比較例５）
また、比較例４におけるヒートシール線を一本ではなく、二本平行にしてヒートシールを行い、内袋Ｈを作製した（図７）。なお、その他の処理方法は比較例４と同じである。その結果、直接のヒートシール部分のピンホール率は６%（１３０袋中８袋）と一本線の場合に比べてわずかに改善されたが、初期の目的を達成するには至らなかった。その原因には下記のことが考えられる。すなわち内袋の内層と外層を同時に二枚重ねてヒートシールしている為、内層袋と外層袋が独立して自由に動けないため、内袋への飼料投入時には内袋の各部分へ不均一な力、特に弱いシール部分への集中した力がかかり、該シール部分がはずれ、ピンホールとなる。以上の結果から、少しでも段差のある内袋への直接のヒートシールではピンホールの発生を防ぐのは不可能であることが示唆された。

（比較例６）
内袋のヒートシール部分の段差を無くし、しかも内袋の内層と外層が独立して自由に動けるようにするため、二枚重ねの袋を同時にヒートシールする方法ではなく、内袋部分の内層と外層をそれぞれ別々にシールして袋をつくり、一方を他方へ差し込む方法により二層の内袋を作成した（図１）。その他の処理方法は比較例4と同じである。その結果、ピンホール率は１％（１３０袋中１袋）となり、比較例５に比較して著しく改善され、本方法の有効性が証明できた。また、１袋のピンホールも輸送時の取り扱い不良による破袋であり、真のピンホール率は０％であった。この方法は工場の生産ラインに適用しうる方法であり、しかもこの方法で作成した無菌飼料のピンホール率は顧客の要求を充分に満足させるものである。この方法を正規の生産ラインに乗せることにより、低価格化も可能となった。以上の経過を経て、従来の無菌飼料より飼料の包装形態を簡略化するとともに一袋当たりの飼料量も増やし、低価格化を可能にするとともにピンホール率の発生を極力低くして顧客の満足を得られる方法が開発出来た。以下、この方法で生産し、実際に販売した５例の詳細を示す。

（実施例）
無菌化した飼料をトラックに搭載し、顧客へ届け、その後ピンホールの検査を行った。検査は殺菌作用を有する界面活性剤を添加した水槽に内袋を浸漬し、飼料部分ならびに内袋の内層と外層の間への薬液混入の有無を肉眼で判断する方法により行った。５回納品した結果は下表の通りである。

このように本法で包装して無菌化した飼料に生じたピンホールは６５０袋中１袋（０．１５％）で、充分に初期の目的を達成する事が出来、発明を完成するに至った。

本発明の包装方法を用いた場合、１０kg程度の重量の飼料を包装しても耐ピンホール性に優れ、かつ飼料の包装作業を簡便に行うことが可能となる。また本発明の包装方法は、飼料のみならず、その他の多様な素材の包装にも適用が可能である。

(ａ)は袋体Ａの平面図、(ｂ)は袋体Ｂの平面図、(ｃ)は内袋Ｃの平面図を示す。 (ａ)は内袋Ｃを外装紙袋Ｄに入れ、袋体Ａと袋体Ｂの間及び内袋Ｃと外装紙袋Ｄの間を接着剤で固定した状態を説明する平面図、(ｂ)はその一部を切断した平面図を示す。 飼料を内袋Ｃに入れた後、更にその上部をヒートシールした状態を説明する平面図を示す。 (ａ)はクラフト袋Ｅの平面図、(ｂ)はその一部を切断した平面図を示す。 (ａ)は袋体Ｆの平面図、(ｂ)はその上部をヒートシールした状態を説明する平面図を示す。 袋体Ｇの平面図を示す。 袋体Ｈの平面図を示す。

符号の説明

Ａ・・・袋体Ａ、 Ｂ・・・袋体Ｂ、 Ｃ・・・内袋Ｃ、 Ｄ・・・外装紙袋Ｄ、 Ｅ・・・クラフト袋Ｅ、 Ｆ・・・袋体Ｆ、 Ｇ・・・袋体Ｇ、 Ｈ・・・袋体Ｈ、 Ｘ、Ｘａ、Ｘｂ・・・ヒートシール部、 Ｙ・・・ミシンがけ部、 Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ・・・ピンホール発生部位

Claims (6)

1. 以下の工程、すなわち：
   （ａ）円筒形包材の一端をヒートシールして袋体Ａを構成する工程、
   （ｂ）袋体Ａよりも円周の小さい円筒形包材を同様にヒートシールして袋体Ｂを構成する工程、
   （ｃ）袋体Ａに、開口部を同じ方向に向けて袋体Ｂを挿入し、内袋Ｃを構成する工程、
   （ｄ）内袋Ｃを、一端にミシンがけ又はオーバーテープを施した外装紙袋Ｄに、開口部を同じ方向に向けて挿入する工程、
   （ｅ）開口状態の袋体Ａと袋体Ｂの間、並びに内袋Ｃと外装紙袋Ｄの間を接着剤で固定する工程、
   （ｆ）内袋Ｃに飼料を投入し、該内袋Ｃ内の空気を抜いた後、内袋Ｃの開口部を外装紙袋Ｄの上からヒートシールする工程、
   （ｇ）上記（ｆ）において外装紙袋Ｄ上のヒートシールした部分から向かって端側をミシンがけし、内袋Ｃと外装紙袋Ｄの一方を固定してクラフト袋Ｅを構成する工程、及び
   （ｈ）クラフト袋Ｅをγ線照射により滅菌する工程
   により構成されることを特徴とする、飼料の包装方法。
2. 1袋当たりの飼料の内容量が２０kg以下である、請求項1記載の包装方法。
3. 1袋当たりの飼料の内容量が１０〜２０kgである、請求項1記載の包装方法。
4. 照射するγ線量が６０KGrey以下であることを特徴とする、請求項1から３のいずれかに記載の包装方法。
5. 照射するγ線量が３０〜６０KGreyであることを特徴とする、請求項1から３のいずれかに記載の包装方法。
6. 円筒形包材の素材が１３０μm厚低密度ポリエチレンであることを特徴とする、請求項1から５のいずれかに記載の包装方法。
   
   
   

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