JP5970166B2 - Method for producing glass container for liquor with reduced calcium ion elution - Google Patents
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Description
本発明はカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法に関し、特にガラス容器内面から溶出するカルシウムイオン量を抑制して内容物に与える変化を抑えることが可能な酒類用ガラス容器の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a glass container for liquor that suppresses calcium ion elution, and more particularly, to a method for producing a glass container for liquor that can suppress the amount of calcium ions that are eluted from the inner surface of the glass container and suppress changes to the contents.
従来、ガラス材は、気密性、耐熱性、成分の非吸着性、非溶出性、耐久性、耐腐食性に見られる安定した性質、さらには溶融、成形が容易である性質等を生かし、医薬品、試薬、食品、飲料品、酒類等の内容物を安定して保存できる容器として用いられている。ガラス材として一般的な、ソーダライムガラス等のガラス材は、石英ガラスと比較しても安価である。通常ガラス材は、SiO2からなるシリカ成分によりガラス骨格が維持され、SiO2以外に、例えば、Na2O、CaO、Al2O3等をはじめとする各種金属酸化物が配合される。そのため、ガラス材を成形し、製品化した際、当然ながらその表面には、シリカ成分の他にNaに見られるアルカリ金属、アルカリ土類金属等の元素が現出していると考えられている。 Conventionally, glass materials are used for pharmaceuticals by taking advantage of the stable properties found in airtightness, heat resistance, non-adsorption of components, non-eluting properties, durability, and corrosion resistance, as well as the property of being easily melted and molded. It is used as a container that can stably store contents such as reagents, foods, beverages, and alcoholic beverages. Glass materials such as soda lime glass, which are common as glass materials, are less expensive than quartz glass. Usually glass material, the glass skeleton is maintained by the silica component consisting of SiO 2, in addition to SiO 2, for example, various metal oxides including Na 2 O, CaO, Al 2 O 3, or the like is blended. Therefore, when a glass material is molded and commercialized, it is naturally considered that elements such as alkali metals and alkaline earth metals found in Na appear on the surface in addition to the silica component.
従前のガラス材を容器として用いた場合、充填される内容物が受ける影響を制御するため、ガラス材の脱アルカリが所望され、その処理方法が開発されてきた。例えば、医薬製剤用のアンプルの容器素材として知られるアルミノ硼珪酸ガラスのガラス製品表面におけるAlの存在比率を制御するために、当該ガラス製品の表面を硝酸、弗酸等(混酸も含む)により洗浄し、内容物に対するAl3+の溶出量を抑制したガラス容器も開発されている(特許文献1参照)。また、ガラス容器の内表面をシリカリッチとするために、フロンガスを容器内に吹き込む方法も提案されている(特許文献2参照) In the case where a conventional glass material is used as a container, in order to control the influence of the contents to be filled, dealkalization of the glass material is desired, and a treatment method has been developed. For example, in order to control the abundance ratio of Al in the glass product surface of aluminoborosilicate glass, which is known as a container material for ampules for pharmaceutical preparations, the surface of the glass product is washed with nitric acid, hydrofluoric acid, etc. (including mixed acids). And the glass container which suppressed the elution amount of Al3 + with respect to the content is also developed (refer patent document 1). Moreover, in order to make the inner surface of a glass container rich in silica, a method of blowing in CFC gas into the container has also been proposed (see Patent Document 2).
上述のとおり、アルミノ硼珪酸ガラス、ソーダライムガラス等のガラス材を用い、当該ガラス材表面の制御を行う脱アルカリ化の方法は各種開発されている。しかしながら、特許文献1に開示の手法の場合、酸を用いることから取り扱いは容易ではない。その中において、特許文献2の成形されたガラス材にフロンを導入する方法にあっては、Siと、NaやCaの割合を制御することにより酸化反応の抑制に一定の作用が発揮されることを明らかにした。
As described above, various methods of dealkalizing using a glass material such as aluminoborosilicate glass and soda lime glass to control the surface of the glass material have been developed. However, in the case of the method disclosed in
例えば、ガラス容器をウイスキー等の蒸留酒の保存に用いる場合、長期保管中に澱(おり)と称される沈殿物が容器内に生じることがある。この澱は主にシュウ酸カルシウムの結晶である。シュウ酸カルシウムの結晶成分はウイスキーに含まれるシュウ酸と水中のカルシウム(イオン)との結合により生成される。シュウ酸カルシウムは人体に無害ではあるものの、水に不溶であることから異物として認識されやすい。ウイスキー自体に含まれるカルシウムイオンは味覚を決定する重要な要素であるため、それ自体を低減することは難しい。そのため、ガラス容器の内表面から溶出するカルシウムイオンを低減することができれば、シュウ酸カルシウムの結晶生成の抑制が可能であると推察できる。 For example, when a glass container is used for preserving distilled liquor such as whiskey, a precipitate called starch may be formed in the container during long-term storage. This starch is mainly crystals of calcium oxalate. The crystalline component of calcium oxalate is generated by the combination of oxalic acid contained in whiskey and calcium (ion) in water. Although calcium oxalate is harmless to the human body, it is easily recognized as a foreign substance because it is insoluble in water. Since calcium ions contained in whiskey itself are an important factor that determines taste, it is difficult to reduce itself. Therefore, if calcium ions eluted from the inner surface of the glass container can be reduced, it can be inferred that the crystal formation of calcium oxalate can be suppressed.
ところが、既存の脱アルカリ化ガラスにおいて、ガラス材表面から溶出するカルシウムイオンに着目した知見は見当たらない。そのため、実際にどのような条件下において、どれほどの抑制が可能であるかは正確には不明である。そこで、品質の安定を求める酒類の容器としてのガラス容器の有用性に着目し、特許文献2のガラス材へのフロン導入の作用をさらに発展的に解析することによりカルシウムイオンの溶出抑制につながるガラス容器の開発に至った。 However, in the existing dealkalized glass, there is no finding that focuses on calcium ions eluted from the glass material surface. Therefore, it is unclear exactly how much suppression is actually possible under what conditions. Therefore, paying attention to the usefulness of glass containers as liquor containers for which stability of quality is demanded, glass that leads to suppression of calcium ion elution by further analyzing the action of introducing CFCs into the glass material of Patent Document 2. The container has been developed.
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、フロンガスを用いることに伴うガラス材表面の改質によりカルシウムイオンの溶出を抑制し、内容物への影響を低減する酒類用ガラス容器の製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and manufacture of a glass container for liquor that suppresses the elution of calcium ions by reducing the surface of the glass material accompanying the use of Freon gas and reduces the influence on the contents. Provide a method .
すなわち、請求項1の発明は、ソーダライムガラス原料を溶融して得た溶融ガラスを所定の容器形状に成形してガラス成形物とし、前記ガラス成形物の表面温度を前記原料のガラス軟化点以下の温度域に制御し、前記温度域の間に前記ガラス成形物の内部にフロンガスを注入し、その後に徐冷を行うことにより得た酒類の保存のためのガラス容器の製造方法であって、前記温度域が550℃ないし630℃であるとともに、前記フロンガスが1,1−ジフルオロエタンでありかつその注入量が前記ガラス容器の内容量の0.02〜0.13体積%であり、第十六改正日本薬局方一般試験法 7.容器・包装材料試験法 7.01注射剤用ガラス容器試験法(ii)第2法の溶出条件に基づいて前記ガラス容器に蒸留水を加えて試験水を調製し、JIS K0116(2003)に準拠しICP−AESを用いた測定方法により前記試験水を測定した場合において、前記ガラス容器の内面から溶出するCa2+の溶出量の測定値が0.06ppm以下を満たすことを特徴とするカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法に係る。
That is, the invention of
請求項2の発明は、前記Ca2+の溶出量の測定値が0.03ppm以下である請求項1に記載のカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法に係る。
Invention of Claim 2 concerns on the manufacturing method of the glass container for calcium ion elution suppression alcoholic beverages of
請求項3の発明は、前記酒類がウイスキーである請求項1または2に記載のカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法に係る。
Invention of
請求項1の発明に係るカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法によると、ソーダライムガラス原料を溶融して得た溶融ガラスを所定の容器形状に成形してガラス成形物とし、前記ガラス成形物の表面温度を前記原料のガラス軟化点以下の温度域に制御し、前記温度域の間に前記ガラス成形物の内部にフロンガスを注入し、その後に徐冷を行うことにより得た酒類の保存のためのガラス容器の製造方法であって、前記温度域が550℃ないし630℃であるとともに、前記フロンガスが1,1−ジフルオロエタンでありかつその注入量が前記ガラス容器の内容量の0.02〜0.13体積%であり、第十六改正日本薬局方一般試験法 7.容器・包装材料試験法 7.01注射剤用ガラス容器試験法(ii)第2法の溶出条件に基づいて前記ガラス容器に蒸留水を加えて試験水を調製し、JIS K0116(2003)に準拠しICP−AESを用いた測定方法により前記試験水を測定した場合において、前記ガラス容器の内面から溶出するCa2+の溶出量の測定値が0.06ppm以下を満たすこととするため、オゾン層破壊の影響の少ないフロンガスを用いることに伴うガラス材表面の改質によりカルシウムイオンの溶出を効果的に抑制し、内容物への影響を低減した保存性能に優れて低廉な酒類用ガラス容器を実現することができた。
According to the method for manufacturing a glass container for liquor suppressing calcium ion dissolution according to the invention of
請求項2の発明に係るカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法によると、請求項1の発明において、前記Ca2+の溶出量の測定値が0.03ppm以下であるため、よりいっそうのカルシウムイオン溶出抑制効果を得ることができる。
According to the method for producing a glass container for a calcium ion elution-suppressed liquor according to the invention of claim 2, in the invention of
請求項3の発明に係るカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法によると、請求項1または2の発明において、前記酒類がウイスキーであるため、長期保存中のカルシウムイオン溶出抑制効果に優れる。
According to the manufacturing method of the glass container for calcium ion elution suppression alcoholic beverages according to the invention of
一般的なソーダライムガラスの組成は概ね次のとおり規定される。すなわち、SiO2は65ないし75重量%、CaOは5ないし15重量%、Na2Oは5ないし15重量%、K2Oは0ないし3重量%、及びその他Al2O3、MgO等を含有する組成である。ソーダライムガラスは安価であるため、最も広汎に利用され、主にガラス容器としての需要が多い。 The composition of a general soda lime glass is generally defined as follows. That is, SiO 2 is 65 to 75% by weight, CaO is 5 to 15% by weight, Na 2 O is 5 to 15% by weight, K 2 O is 0 to 3% by weight, and other components such as Al 2 O 3 and MgO are contained. Composition. Since soda lime glass is inexpensive, it is most widely used and is mainly in demand as a glass container.
ソーダライムガラスの組成から把握できるように、NaやCa等のアルカリ金属、アルカリ土類金属は一定量必ず含有される。これらの反応性に富む金属種は、背景技術にて述べたとおり、ガラス容器内表面に現出していると考えられる。そのため、極めて微量ではあるものの容器内充填物に対する影響が示唆される。後述するように、カルシウムイオンは有機酸との結合により塩を形成して析出することが多い。そこで、充填される内容物との関係を重視するとともに、ナトリウムイオンよりも特にカルシウムイオンの挙動に着目して、ガラス容器内表面から内部に充填されている内容物へ、容器を構成するガラス成分中に含有されるカルシウムがカルシウムイオン(Ca2+)としての溶出することの抑制効果を高めたガラス容器である。 As can be grasped from the composition of soda lime glass, alkali metals such as Na and Ca and alkaline earth metals are always contained in a certain amount. It is considered that these reactive metal species appear on the inner surface of the glass container as described in the background art. Therefore, although it is very small amount, the influence with respect to the filling in a container is suggested. As will be described later, calcium ions often form a salt by bonding with an organic acid and precipitate. Therefore, with emphasis on the relationship with the contents to be filled, focusing on the behavior of calcium ions in particular rather than sodium ions, the glass components constituting the container from the inner surface of the glass container to the contents filled inside This is a glass container that has an enhanced inhibitory effect on the elution of calcium contained therein as calcium ions (Ca 2+ ).
前記のカルシウムイオン(Ca2+)の溶出量の評価に際し、第十六改正日本薬局方一般試験法 7.容器・包装材料試験法 7.01注射剤用ガラス容器試験法(ii)第2法を採用することとした。同法は医薬品を封入するガラス容器内表面からの成分溶出を把握する試験法として知られ、客観的な溶出量把握の手法として有用であるためである。ガラス容器内に蒸留水が加えられ、前記の第2法の溶出条件に基づいて試験水が調製される。 6. In evaluating the elution amount of calcium ions (Ca 2+ ), the 16th revised Japanese Pharmacopoeia General Test Method Container / Packaging Material Test Method 7.01 Glass container test method for injection (ii) The second method was adopted. This is because this method is known as a test method for grasping component elution from the inner surface of a glass container enclosing a medicine, and is useful as an objective method for grasping the amount of elution. Distilled water is added to the glass container, and test water is prepared based on the elution conditions of the second method.
この試験水は、JIS K0116(2003)に準拠しICP−AES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置:Inductively Coupled Plasma−Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定される。ICP−AESは対象とする元素を極めて鋭敏に測定できるため、本発明におけるガラス容器の内面から溶出するCa2+の溶出量の測定に好適であるとして採用した。 This test water is measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry) in accordance with JIS K0116 (2003). ICP-AES was adopted as being suitable for measuring the amount of Ca 2+ eluted from the inner surface of the glass container in the present invention because it can measure the target element very sensitively.
本来的には、Ca2+の濃度であるため、単位重量もしくは単位体積の蒸留水中に溶存するCa2+量(重量またはモル数)として規定される。ただし、非常に微量を対象としているためカルシウムの存在割合(ppm)として規定した。また、カルシウムイオンとカルシウム元素とは電子の質量差のみと考えられるため、数量を勘案するに際し双方を等価とした。 Since it is essentially the concentration of Ca 2+ , it is defined as the amount of Ca 2+ (weight or number of moles) dissolved in unit weight or unit volume of distilled water. However, since it is a very small amount, it was defined as the calcium content (ppm). In addition, since calcium ions and calcium elements are considered to be only the mass difference of electrons, both were made equivalent when considering the quantity.
これより、カルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造工程を図1の概略工程図を用いて説明する。ソーダライムガラスのガラス容器の原料である珪砂、ソーダ灰、石灰石、ガラスのカレット等、加えて必要によりCu、Fe、Cr、Ni等の金属酸化物が着色成分として溶融炉において溶融され(S1)、溶融ガラスとなる。なお、有色のガラス容器を製造する他の製法として、前記の溶融炉にカララントフォアハースが接続されること等により、当該溶融ガラスに着色成分を含有するフリット、ペレット等が添加される。 From this, the manufacturing process of the glass container for liquor which suppresses calcium ion elution is demonstrated using the schematic process drawing of FIG. Silica sand, soda ash, limestone, glass cullet, etc., which are raw materials for glass containers of soda lime glass, and in addition, if necessary, metal oxides such as Cu, Fe, Cr and Ni are melted as coloring components in a melting furnace (S1) It becomes a molten glass. In addition, as another manufacturing method for manufacturing a colored glass container, a frit, a pellet, or the like containing a coloring component is added to the molten glass by connecting a colorant for hearth to the melting furnace.
溶融ガラスは、所定量ずつゴブ(gob)と称される塊に切り分けられ、ISマシン等の公知の成形機に送られ、適宜の容器形状に成形され(Smd)、ガラス成形物となる。前出のISマシンを用いる場合、前記の成形工程(Smd)において、まず粗型を用いた一次成形としてブロー成形(S2)あるいはプレス成形(S3)のいずれかが行われ(1段階目)、パリソン(parison)と呼ばれる中間成形体になる。続いて仕上げ型を用いた二次成形となるブロー成形(S4)において、パリソンは容器形状のガラス成形物に成形される(2段階目)。なお、成形工程(Smd)における成形は、容器形状に応じて最適な成形方法が選択され、1段階のみの成形として行うこともできる。 The molten glass is cut into a lump called a gob by a predetermined amount, sent to a known molding machine such as an IS machine, and molded into an appropriate container shape (Smd) to form a glass molding. When using the above-mentioned IS machine, in the molding step (Smd), first, either blow molding (S2) or press molding (S3) is performed as the primary molding using a rough mold (first stage), It becomes an intermediate molded body called a parison. Subsequently, in blow molding (S4), which is secondary molding using a finishing die, the parison is molded into a container-shaped glass molding (second stage). In addition, the shaping | molding in a shaping | molding process (Smd) can also be performed as a shaping | molding of only one step, selecting the optimal shaping | molding method according to a container shape.
容器形状となったガラス成形物は、表面温度550℃ないし640℃とする温度域、すなわちソーダライムガラスを採用した場合のガラス軟化点以下を維持するべく、当該温度域に制御される。この間は、成形工程(Smd)から次に述べるフロンガス注入、徐冷までに至る時間、距離の加減、途中の加熱等により最適に調整される。前出の表面温度550℃ないし640℃とする温度域は、後述する実施例におけるフロンガス注入時の温度とカルシウムイオンの溶出量との関係も勘案された範囲である。すなわち550℃ないし640℃の範囲内であればカルシウムイオンの溶出がより抑制され、特に、580℃ないし630℃であれば効果的であり、615℃付近が最も少なく適している。 The glass molded product having a container shape is controlled to have a surface temperature range of 550 ° C. to 640 ° C., that is, to maintain the glass softening point or less when soda lime glass is employed. During this time, it is optimally adjusted by the time from the molding step (Smd) to the next fluorocarbon injection, slow cooling, adjustment of the distance, heating in the middle, and the like. The above-described temperature range of the surface temperature of 550 ° C. to 640 ° C. is a range that also takes into account the relationship between the temperature at the time of injecting Freon gas and the elution amount of calcium ions in Examples described later. That is, the elution of calcium ions is more suppressed when the temperature is in the range of 550 ° C. to 640 ° C., and particularly effective at 580 ° C. to 630 ° C., and the vicinity of 615 ° C. is the least suitable.
そして、ガラス成形物が前記の温度域に制御されている間に、当該ガラス成形物の内部にフロンガスが注入される(S5)。ガラス成形物の内表面は注入されたフロンガスと接触する。使用するフロンガスは、モノクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、トリフルオロメタン、モノクロロジフルオロエタン、またはジフルオロエタン等である。ガラス成形物の開口部分は開放されているため、注入後のフロンガスは大気中に拡散する。そのため、オゾン層破壊の影響の少ない種類が望ましく選択される。この点から、本工程中に用いられるフロンガスとして1,1−ジフルオロエタンが用いられる。 Then, while the glass molded product is controlled within the above temperature range, chlorofluorocarbon gas is injected into the glass molded product (S5). The inner surface of the glass molding comes into contact with the injected chlorofluorocarbon gas. The fluorocarbon gas used is monochlorodifluoromethane, dichloromonofluoromethane, trifluoromethane, monochlorodifluoroethane, difluoroethane or the like. Since the opening of the glass molded product is open, the chlorofluorocarbon gas after injection diffuses into the atmosphere. For this reason, a type with less influence of ozone layer destruction is desirably selected. From this point, 1,1-difluoroethane is used as the chlorofluorocarbon gas used in this step.
ガラス成形物(加熱されたガラス)に及ぼすフロンガスの作用の詳細について、現時点でも多くが未解明である。しかしながら、図2ないし図9の表面観察のとおり、ガラス表面の観察から表面領域の粗面化は明らかである。まず、図2ないし図5は光学顕微鏡(デジタルマイクロスコープ)による観察である。図番順に後出の表1のフロンガス注入量(体積パーセント(以下、vol%と表記する。))に対応する。フロンガスの注入がなければ写真上、ガラス表面は平滑である(図2参照)。フロンガスの注入量が0.07,0.22,0.65vol%と増加するほどガラス表面に出現するしわが顕著であり、起伏が多くなる(図3,4,5の順に参照)。 Many details of the action of CFCs on glass moldings (heated glass) are still unclear. However, as shown in the surface observations of FIGS. 2 to 9, the roughening of the surface region is apparent from the observation of the glass surface. First, FIGS. 2 to 5 are observations using an optical microscope (digital microscope). This corresponds to the fluorocarbon injection amount (volume percent (hereinafter referred to as vol%)) in Table 1 described later in the order of the figure numbers. If no Freon gas is injected, the glass surface is smooth on the photograph (see FIG. 2). The wrinkle appearing on the glass surface becomes more noticeable and the undulations increase as the injection amount of CFC gas increases to 0.07, 0.22, 0.65 vol% (refer to the order of FIGS. 3, 4 and 5).
次に、ガラス表面の変化の様子をさらに詳細に調査するべく原子間力顕微鏡(AFM)を用い観察した(図6,7,8,9参照)。各図とも、Park Systems社製XE−100−ASNを用い、ノンコンタクトモードによる観察の画像イメージである。図6,7はフロンガス未注入品であり、図8,9はフロンガス注入品である。図6,8のスキャンエリアは2μm×2μmであり、図7,9のスキャンエリアは0.5μm×0.5μmである。 Next, an atomic force microscope (AFM) was used to investigate the state of change on the glass surface in more detail (see FIGS. 6, 7, 8, and 9). Each figure is an image image of observation in the non-contact mode using the Park Systems XE-100-ASN. FIGS. 6 and 7 are non-fluorocarbon-injected products, and FIGS. 8 and 9 are fluorocarbon-injected products. The scan area in FIGS. 6 and 8 is 2 μm × 2 μm, and the scan area in FIGS. 7 and 9 is 0.5 μm × 0.5 μm.
図6,7のフロンガス未注入品では、ガラス表面の所々に高さ1ないし2nmの突起が存在するものの、全体的に凹凸は見られない。この突起は、水洗により減少したことから風化結晶と想定される。これに対し、図8,9のフロンガス注入品では、観察領域の一面に塊状の高さ10ないし20nmの突起が存在して表面の平滑さを喪失している。フロンガス注入品を水洗した後に再度AFM観察をしても表面の状態に変化が見られないことから、ガラス成形物内に導入されたフロンガスの作用に起因する可能性が濃厚である。 The fluorocarbon gas non-injected products in FIGS. 6 and 7 have protrusions having a height of 1 to 2 nm at various locations on the glass surface, but there are no irregularities as a whole. These protrusions are assumed to be weathered crystals because they decreased by washing with water. On the other hand, in the chlorofluorocarbon gas-injected product of FIGS. 8 and 9, a lump-like projection having a height of 10 to 20 nm is present on one surface of the observation region, and the surface smoothness is lost. Even if the AFM observation is performed again after washing the CFC-injected product with water, the surface state does not change, so there is a strong possibility that it is caused by the action of the CFC gas introduced into the glass molding.
フッ素化合物であるフロンガスが前記の表面温度のガラス成形物に接することで熱分解してフッ化水素等が生じることを確認している。ハロゲン元素は反応性が高いことが知られているため、ガラスの骨格成分であるケイ素と酸素を除くアルカリ金属、アルカリ土類金属等の成分がフロンガス中のハロゲン元素と反応し、ガラス表面から脱離した可能性、ケイ素とフッ素の化合に伴う被膜形成や揮発等の可能性、あるいは、フロンガスに含まれる各元素がガラス成形物を構成するガラス骨格(ケイ素、酸素、金属元素)に作用して、結合角の変角を生じさせている可能性が示唆され、これらによる複合要因が推察される。 It has been confirmed that chlorofluorocarbon gas, which is a fluorine compound, is thermally decomposed by coming into contact with the glass molded product having the above surface temperature to generate hydrogen fluoride and the like. Since halogen elements are known to be highly reactive, components such as alkali metals and alkaline earth metals excluding silicon and oxygen, which are the skeleton components of the glass, react with halogen elements in the chlorofluorocarbon gas and desorb from the glass surface. The possibility of separation, the possibility of film formation and volatilization associated with the combination of silicon and fluorine, or each element contained in the chlorofluorocarbon gas acts on the glass skeleton (silicon, oxygen, metal elements) constituting the glass molding It is suggested that the bond angle may be changed, and the combined factors are presumed.
前記の温度域のガラス成形物に対してフロンガスを注入するに際し、当初、その注入量は当該ガラス成形物の内表面を覆うために十分な量としていた。そのため、容器状のガラス成形物内へのガス拡散を考慮して、ガラス成形物(つまりガラス容器)の内容積の1〜5vol%のフロンガス注入により試行していた。結果、予想通りフロンガス注入は、未注入と比較してカルシウムイオンの溶出量の抑制効果を大きく改善した。 When the fluorocarbon gas was injected into the glass molded product in the above temperature range, the injection amount was initially sufficient to cover the inner surface of the glass molded product. Therefore, in consideration of gas diffusion into the container-shaped glass molded product, an attempt was made by injecting 1 to 5 vol% of CFC gas with respect to the internal volume of the glass molded product (that is, the glass container). As a result, as expected, Freon gas injection greatly improved the suppression effect of calcium ion elution compared to non-injection.
ガラス容器からの金属イオンの溶出量はフロンガスの注入量と相関関係にあると推測し、カルシウムイオンの溶出量を最も少なくすることができるガス注入量の上限を模索した。ところが、当初の予想とは逆に、後記の実施例に開示するとおり、フロンガスの注入量が増すほど、カルシウムイオンの溶出量が増してしまうことを明らかにした。さらに、フロンガス注入時のガラス容器温度も影響を与えることも明らかにした。 The amount of elution of metal ions from the glass container was presumed to be correlated with the amount of fluorocarbon gas injected, and the upper limit of the gas injection amount that could minimize the amount of calcium ion elution was sought. However, contrary to the initial expectation, as disclosed in the examples described later, it has been clarified that the amount of calcium ions eluted increases as the amount of chlorofluorocarbon injection increases. Furthermore, it was clarified that the temperature of the glass container at the time of chlorofluorocarbon injection also has an effect.
カルシウムイオンの溶出量を抑制する場合、当初のフロンガス注入量よりも少量であっても有意な溶出抑制効果が確認できる。すなわち、ガラス容器の内容量の0.02〜0.22体積%(vol%)の極めて少量であるほどカルシウムイオンの溶出量抑制に十分な効果を明らかにした。背景技術にて提示した特許文献2よりフロンガスの送通に伴うガラス表面のシリカリッチ化の知見を得ていた発明者においても新たな発見である。ガラス容器表面に対するフロンガスの影響が、カルシウムイオンとナトリウムイオンとの間でどのように異なって作用するのかは現状未解明である。おそらく、イオン価数の違いからガラス構造内の結合態様が異なり、ガラス表面部分のガラス骨格からの脱離に差が生じた可能性が推察される。なお、注入するフロンガスは空気との混合気体であり、室温条件下における体積%の換算である(後述する実施例も同様である)。 When suppressing the elution amount of calcium ions, a significant elution suppression effect can be confirmed even if the amount is smaller than the initial fluorocarbon gas injection amount. That is, the effect which is sufficient for suppression of the elution amount of calcium ions was clarified as the amount was as small as 0.02 to 0.22% by volume (vol%) of the content of the glass container. It is a new discovery even by the inventor who has obtained knowledge of silica enrichment of the glass surface accompanying the flow of Freon gas from Patent Document 2 presented in the background art. It is unclear how the effect of Freon gas on the surface of the glass container acts differently between calcium ions and sodium ions. Presumably, the bonding mode in the glass structure is different from the difference in ionic valence, and it is assumed that there is a difference in the desorption of the glass surface portion from the glass skeleton. The chlorofluorocarbon gas to be injected is a mixed gas with air, and is converted to volume% under room temperature conditions (the same applies to the examples described later).
これまで組成や加工法を主として説明したカルシウムイオン溶出抑制ガラス容器は、専らカルシウムイオンと反応しやすい酸性液体の安定保存目的に用いられる。カルシウムイオンの溶出から酸性液体を安定保存する目的であれば、対象は限定されず、例えば、液状の医薬品、製剤、試薬、その他の薬液等が挙げられる。 The calcium ion elution-suppressing glass container, which has mainly been described with respect to its composition and processing method, has been used exclusively for the purpose of stably storing acidic liquids that easily react with calcium ions. The target is not limited as long as the acidic liquid is stably stored from the elution of calcium ions, and examples thereof include liquid pharmaceuticals, preparations, reagents, and other chemical solutions.
その中においても、酸性液体は有機酸を含有する飲料であり、その容器(主にガラス瓶)として用いられる。ソーダライムガラスから形成されることから安価であり、大量に消費される用途に適合する。すなわち、保存性能に優れ、低廉な飲料容器として好適である。この場合の飲料としては、果実飲料、炭酸飲料、乳酸飲料等が例示される。有機酸はカルボキシル基等を含む酸類であり、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸等である。加えて、食品由来、食品の発酵代謝産物由来の各種の酸類も含まれる。 Among them, the acidic liquid is a beverage containing an organic acid and is used as a container (mainly a glass bottle). Since it is formed from soda lime glass, it is inexpensive and suitable for use in large quantities. That is, it is excellent in storage performance and suitable as an inexpensive beverage container. Examples of the beverage in this case include fruit beverages, carbonated beverages, and lactic acid beverages. Organic acids are acids containing a carboxyl group and the like, such as acetic acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, maleic acid and the like. In addition, various acids derived from food and from fermented metabolites of food are also included.
さらに、酸性液体は有機酸を含有する飲料は酒類である。アルコール以外の成分の影響から酸性を呈する液体であり、容器への充填後、年単位で保存されることを勘案すると、長期保存中のカルシウムイオン溶出抑制効果への期待は高い。例えば、清酒やぶどう酒等の醸造酒、焼酎、泡盛、ウイスキー、ブランデー、紹興酒等の蒸留酒用の容器である。 Furthermore, beverages containing organic acids and organic acids are liquors. Considering that the liquid is acidic due to the influence of components other than alcohol and is stored in units of years after filling into the container, the expectation for the calcium ion elution suppression effect during long-term storage is high. For example, containers for brewed sake such as sake and wine, distilled spirits such as shochu, awamori, whiskey, brandy, Shaoxing.
多くの酒類にはシュウ酸や酒石酸等の有機酸が含まれる。これらの有機酸と、酒類自体に含まれるカルシウムイオン、ガラス容器表面から溶出するカルシウムイオンとの結合により、シュウ酸カルシウム、酒石酸カルシウム等のカルシウム塩が生成する場合がある。例えば、シュウ酸カルシウムは約1ppm以上のカルシウムイオン濃度になる場合に発生することが経験上明らかである。 Many liquors contain organic acids such as oxalic acid and tartaric acid. Calcium salts such as calcium oxalate and calcium tartrate may be generated by the combination of these organic acids with calcium ions contained in the liquor itself and calcium ions eluted from the glass container surface. For example, it is clear from experience that calcium oxalate occurs when the calcium ion concentration is about 1 ppm or higher.
ウイスキー等のアルコール度数の高い酒類では相対的に水の割合が少なくなる。溶解度の低いカルシウム塩は析出しやすく、容器中で澱(おり)と称される沈殿物となる。ウイスキー等の酒類中からカルシウム分を低減することは可能であるものの、味覚や芳香に与える影響を考慮すると必ずしも望ましいとはいえない。そこで、充填、保存に供されるガラス容器からのカルシウムイオン溶出の低減が重要となる。シュウ酸カルシウム等の澱自体は人体に影響ないものの、瓶等の容器に沈殿しているため異物として認識されやすい。そこで、より安心感を高めるためにも澱の抑制が望まれる。 In alcoholic beverages with a high alcohol content such as whiskey, the proportion of water is relatively small. Calcium salts with low solubility are likely to precipitate and form precipitates called starches in the container. Although it is possible to reduce the calcium content in alcoholic beverages such as whiskey, it is not always desirable considering the effect on taste and aroma. Therefore, it is important to reduce calcium ion elution from glass containers used for filling and storage. Although starch itself such as calcium oxalate does not affect the human body, it is easily recognized as a foreign substance because it is precipitated in a container such as a bottle. Therefore, suppression of starch is desired in order to enhance the sense of security.
後述する実施例(加速試験)からも明らかであるように、前述の溶出、測定方法に基づくガラス容器からのカルシウムイオン溶出量の測定値が0.1ppmを超える場合、澱(シュウ酸カルシウム)の発生抑制効果が不十分である。これに対し、カルシウムイオン溶出量の測定値が0.1ppm以下の場合、澱の発生抑制効果が確認される。特に、長期保存されるウイスキー等において相違が現れる。さらに、カルシウムイオン溶出量の測定値が0.06ppm以下、0.03ppm以下と低下するに伴い、よりいっそうの澱の発生抑制効果が明らかとなった。そこで、ガラス容器の内面から溶出するCa2+の溶出量が0.06ppm以下を要件とし、好ましくは0.03ppm以下として規定される。 As is clear from the examples (acceleration test) described later, when the measured value of the calcium ion elution amount from the glass container based on the above elution and measurement method exceeds 0.1 ppm, the amount of starch (calcium oxalate) Insufficient generation suppression effect. On the other hand, when the measured value of the calcium ion elution amount is 0.1 ppm or less, the effect of suppressing the occurrence of starch is confirmed. In particular, a difference appears in whiskey and the like stored for a long time. Furthermore, as the measured value of the calcium ion elution amount decreased to 0.06 ppm or less and 0.03 ppm or less, a further effect of suppressing the occurrence of starch was revealed. Therefore, the amount of Ca 2+ eluted from the inner surface of the glass container is required to be 0.06 ppm or less, preferably 0.03 ppm or less.
[ガラス容器の成形、フロンガス注入]
発明者は、一般的なソーダライムガラス原料を用い、ISマシンによりウイスキー等の蒸留酒用酒瓶を成形、製瓶した。この瓶がガラス容器である。瓶1本当たりの内容積を660mL、700mL、及び500mLとする3種類を用意した。各瓶はいずれも無色透明であり原料組成は同一である。原料組成は、一般的なソーダライムガラスであり蛍光X線分析装置による計測より表1の配合となった。フロンガスには1,1−ジフルオロエタンを使用した。フロンガスの注入は、溶融ガラスのゴブを瓶形状に成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において瓶口部より空気とともに量を変えて注入した。なお、フロンガス未注入はフロンガスの注入を行うことなく徐冷した。
[Glass container molding, Freon gas injection]
The inventor used a general soda lime glass raw material, and formed an alcoholic beverage bottle such as whiskey using an IS machine. This bottle is a glass container. Three types were prepared with an internal volume per bottle of 660 mL, 700 mL, and 500 mL. Each bottle is colorless and transparent and has the same raw material composition. The raw material composition was general soda lime glass, and the composition shown in Table 1 was obtained by measurement with a fluorescent X-ray analyzer. 1,1-difluoroethane was used for the chlorofluorocarbon gas. The fluorocarbon gas was injected by changing the amount of the molten glass gob and the air from the bottle mouth portion in the conveyance path until the molten glass gob was formed into a bottle shape and then entered into the slow cooling step. In the case where the fluorocarbon gas was not injected, it was gradually cooled without injection of the fluorocarbon gas.
[溶出量測定用の試験水の調製]
用意したガラス容器からの成分溶出については、前述の第十六改正日本薬局方一般試験法 7.容器・包装材料試験法 7.01注射剤用ガラス容器試験法(ii)第2法に従い、まず、蒸留水により当該ガラス容器の内面を軽く水洗した。続いて、ガラス容器の実容量の90%に相当する量の蒸留水を加え、注ぎ口に適宜栓をした。そして、蒸留水入りのガラス容器をオートクレーブ(高圧蒸気滅菌器)内に入れて121℃の温度下で1時間加熱し、常温まで放冷(冷却)した。こうして、ガラス容器からの溶出量測定用の試験水を調製した。
[Preparation of test water for elution amount measurement]
Regarding the elution of components from the prepared glass container, the 16th revised Japanese Pharmacopoeia General Test Method mentioned above Container / Packaging Material Test Method 7.01 Glass Container Test Method for Injection (ii) First, the inner surface of the glass container was lightly washed with distilled water. Subsequently, an amount of distilled water corresponding to 90% of the actual capacity of the glass container was added, and the spout was properly plugged. And the glass container containing distilled water was put in the autoclave (high pressure steam sterilizer), and it heated at 121 degreeC for 1 hour, and left to cool to room temperature (cooling). Thus, test water for measuring the elution amount from the glass container was prepared.
また、瓶にウイスキー等の蒸留酒を充填した後の保存期間を勘案して、風化促進試験(風化加速試験)も行った。前記のオートクレーブ加熱を経た蒸留水入りのガラス容器を室温50℃の恒温室内に静置し、同恒温室内の湿度を90%で12時間、2時間かけて湿度を下げ、湿度60%で8時間、また、2時間かけて湿度を上げ合計24時間静置して曝露した。この24時間曝露の3回の繰り返しが1年の経時劣化に相当する。そのため、9回繰り返せば3年経過と仮定することができる。 A weathering acceleration test (weathering acceleration test) was also performed in consideration of the storage period after filling the bottle with distilled liquor such as whiskey. The glass container containing distilled water that has been heated in the autoclave is left in a constant temperature room at 50 ° C., and the humidity in the constant temperature room is reduced to 90% for 12 hours and 2 hours, and then to 60% humidity for 8 hours. In addition, the humidity was increased over 2 hours and the mixture was left to stand for a total of 24 hours for exposure. Three repetitions of this 24-hour exposure correspond to one-year aging. Therefore, if it repeats 9 times, it can be assumed that 3 years have passed.
24時間曝露の3回の繰り返しが1年の経時劣化に相当可能とする根拠は、実際に約1年間保管していたガラス瓶のカルシウムイオン溶出量を測定した結果を考慮した条件である。この場合、製品の保管状況の違いによりカルシウムイオン溶出量も変動する可能性があるため、十分に余裕を持たせて上記の24時間曝露の3回の繰り返しと規定した。 The basis that three repetitions of 24-hour exposure can correspond to one-year deterioration over time is a condition that takes into account the result of measuring the calcium ion elution amount of a glass bottle that was actually stored for about one year. In this case, since the calcium ion elution amount may vary depending on the storage status of the product, the above 24-hour exposure is defined as three repetitions with a sufficient margin.
[ICP−AESによる測定]
ガラス容器から蒸留水への溶出量の測定に際し、株式会社パーキンエルマージャパン製ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置),Optima2000DVを用い、JIS K0116(2003)の発光分光分析通則に規定された手法に基づいて、ナトリウム、カルシウム、ケイ素を測定した。各元素とイオンでは質量差は極めてわずかであるため同量とみなした。同分析装置を用いて各試料を測定した場合の定量検出限界について、カルシウムは0.001ppmとし、ナトリウム及びケイ素は0.01ppmとした。測定レンジ0.001ないし0.1ppmの範囲はアキシャル方向2波長の測定とし、0.01ないし2ppmの範囲はラジアル方向2波長の測定とした。なお、カルシウムについて0.1ppmを超える場合、0.01ないし2ppmの測定レンジを用いるため、0.1ppmを超える試料の定量検出限界は0.01ppmである。カルシウムの測定波長は393.366nm、396.847nmであり、ナトリウムの測定波長は589.592nm、588.995nmであり、ケイ素の測定波長は251.611nm、212.412nmである。測定値について検量線の相関係数r2=0.9990以上とし、定量下限値濃度での変動係数(CV)は10%以下である。
[Measurement by ICP-AES]
When measuring the amount of elution from a glass container into distilled water, ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd., Optima2000DV was used, and the emission spectroscopic analysis rules of JIS K0116 (2003) were specified. Based on the method, sodium, calcium, and silicon were measured. Since the mass difference between each element and ion is very small, it was regarded as the same amount. Regarding the quantitative detection limit when each sample was measured using the same analyzer, calcium was 0.001 ppm, and sodium and silicon were 0.01 ppm. The measurement range of 0.001 to 0.1 ppm was a measurement of two wavelengths in the axial direction, and the range of 0.01 to 2 ppm was a measurement of two wavelengths in the radial direction. Note that when calcium exceeds 0.1 ppm, a measurement range of 0.01 to 2 ppm is used, so the quantitative detection limit of a sample exceeding 0.1 ppm is 0.01 ppm. The measurement wavelength of calcium is 393.366 nm, 396.847 nm, the measurement wavelength of sodium is 5899.592 nm, 588.995 nm, and the measurement wavelength of silicon is 251.611 nm, 212.412 nm. The calibration value correlation coefficient r 2 of the measured value is 0.990 or more, and the coefficient of variation (CV) at the lower limit of quantification concentration is 10% or less.
[フロンガスの注入量による影響評価]
発明者は、660mLの瓶を成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において、瓶表面温度が590℃〜600℃の時点で注入量を変えてフロンガスを注入し、瓶を製造した。ガラス容器内へのフロンガスの注入に際し、噴出圧力を得るため空気とフロンガスの混合気体とし、フロンガスの分圧を調整してフロンガスの注入量を制御した。当該製造では、0vol%(フロンガス未注入)、0.07vol%(0.47mL)、0.22vol%(1.42mL)、及び0.65vol%(4.26mL)とした。なお、フロンガスの注入量には不可避的に誤差も生じるため概算量となる(以下同様)。
[Evaluation of the effect of the amount of chlorofluorocarbon injected]
The inventor manufactured a bottle by injecting chlorofluorocarbon gas at a time when the bottle surface temperature was 590 ° C. to 600 ° C. in the transport path after forming a 660 mL bottle and entering the slow cooling step. When injecting the chlorofluorocarbon gas into the glass container, a mixed gas of air and chlorofluorocarbon was used to obtain the jet pressure, and the chlorofluorocarbon gas injection pressure was controlled by adjusting the partial pressure of the chlorofluorocarbon gas. In the said manufacture, it was set as 0 vol% (Freon gas non-injection), 0.07 vol% (0.47 mL), 0.22 vol% (1.42 mL), and 0.65 vol% (4.26 mL). In addition, since an error inevitably occurs in the injection amount of chlorofluorocarbon, it is an approximate amount (the same applies hereinafter).
4種類のフロンガス注入量ごとに4本ずつ前記の試験水の調製及び2年経過相当の風化促進試験行った。その上で、ナトリウム、カルシウム、及びケイ素の溶出量を前記のICP−AESにより測定した。結果は表2であり、溶出量(ppm)は、各注入量の4本の平均値とした。 The test water was prepared four times for each of four kinds of fluorocarbon injections, and a weathering acceleration test corresponding to the passage of two years was conducted. In addition, the elution amounts of sodium, calcium, and silicon were measured by the ICP-AES. The results are shown in Table 2, and the elution amount (ppm) was the average value of the four injections.
表2の結果から、フロンガス注入により、各元素の溶出抑制効果は顕著である。そのうち、ナトリウムとケイ素の溶出量は、フロンガスの注入量の増減にかかわらず概ね一定である。ところが、カルシウムの溶出量は、フロンガス未注入と比較して抑制されるものの、フロンガス注入量が多くなるほどカルシウムの溶出量は増加した。発明者は、当初、フロンガス注入量の増加と相関してカルシウム溶出量の減少を予想していた。そこで、フロンガス注入量を多くしてもカルシウム溶出量の減少幅が頭打ちになる時点を上限にしようと考えていた。しかし、結果は逆となった。このように、ナトリウムとカルシウムと元素の相違が溶出挙動に影響を与える理由については、現状解明されていない。おそらく、イオン化数の相違とフロンガスに含まれるハロゲン元素との反応性が影響していると考えられる。 From the results of Table 2, the effect of suppressing the elution of each element is remarkable by injecting Freon gas. Among them, the elution amount of sodium and silicon is almost constant regardless of the increase or decrease in the amount of fluorocarbon injection. However, although the elution amount of calcium was suppressed as compared with the case where the fluorocarbon gas was not injected, the elution amount of calcium increased as the injection amount of the fluorocarbon gas increased. The inventor initially anticipated a decrease in the calcium elution amount in correlation with an increase in the fluorocarbon injection amount. Therefore, even if the amount of chlorofluorocarbon was increased, the upper limit was reached when the decrease in calcium elution amount reached its peak. However, the result was reversed. As described above, the reason why the difference between sodium and calcium and the elements affects the dissolution behavior has not been elucidated. Presumably, the difference in ionization number and the reactivity with the halogen element contained in the chlorofluorocarbon gas are considered to have an effect.
表2の知見を得た発明者は、同表中のフロンガス注入量の0.22vol%に着目し、この量よりも少なくした注入量として実験を試みた。発明者は、700mLの瓶を成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において、瓶表面温度が590℃〜600℃の時点で注入量を変えてフロンガスを注入し、瓶を製造した。当該製造では、0vol%(フロンガス未注入)、0.02vol%(0.14mL)、0.04vol%(0.28mL)、0.08vol%(0.55mL)、及び0.21vol%(1.47mL)とした。 The inventor who obtained the knowledge in Table 2 focused on 0.22 vol% of the Freon gas injection amount in the table, and tried an experiment with an injection amount smaller than this amount. The inventor manufactured a bottle by injecting chlorofluorocarbon gas at a time when the bottle surface temperature was 590 ° C. to 600 ° C. in a conveyance path after forming a 700 mL bottle and entering the slow cooling step. In the production, 0 vol% (no fluorocarbon injection), 0.02 vol% (0.14 mL), 0.04 vol% (0.28 mL), 0.08 vol% (0.55 mL), and 0.21 vol% (1. 47 mL).
5種類のフロンガス注入量ごとに3本ずつ前記の試験水の調製の上、ナトリウム、カルシウム、及びケイ素の溶出量を前記のICP−AESにより測定した。ただし、当該測定においては風化促進試験を省略しており、試験水の調製直後の測定である。結果は表3であり、溶出量(ppm)は、各注入量の3本の平均値とした。 After preparing three test waters for each of five types of fluorocarbon injections, the elution amounts of sodium, calcium, and silicon were measured by the ICP-AES. However, in this measurement, the weathering acceleration test is omitted, and the measurement is immediately after the preparation of the test water. The results are shown in Table 3, and the elution amount (ppm) was the average value of the three injection amounts.
全般傾向として、表中の極めて微量のフロンガス注入量であっても、各元素の溶出抑制効果は顕著である。ただし、フロンガス注入量が0.02vol%程度では、希薄過ぎて溶出抑制効果は低下した。そこで、フロンガス注入量の0.02vol%と0.04vol%の傾向から、フロンガス注入量の下限値を0.02vol%とした。 As a general tendency, the elution suppression effect of each element is remarkable even with a very small amount of fluorocarbon injection in the table. However, when the chlorofluorocarbon injection amount was about 0.02 vol%, the elution suppression effect decreased because the amount was too dilute. Therefore, the lower limit value of the Freon gas injection amount was set to 0.02 vol% from the tendency of 0.02 vol% and 0.04 vol% of the Freon gas injection amount.
さらに、発明者は、フロンガス注入量の臨界部分の傾向を把握するため、改めて660mLの瓶を成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において、瓶表面温度が590℃〜600℃の時点で注入量を変えてフロンガスを注入し、瓶を製造した。当該製造では、0.01vol%(0.07mL)、0.02vol%(0.15mL)、0.04vol%(0.29mL)、及び0.13vol%(0.87mL)、及び0.26vol%(1.74mL)とした。 Furthermore, in order to grasp the tendency of the critical portion of the chlorofluorocarbon gas injection amount, the inventor newly formed a 660 mL bottle, and at the time when the bottle surface temperature was 590 ° C. to 600 ° C. in the conveyance path until the slow cooling process was started. By changing the injection amount, chlorofluorocarbon gas was injected to produce a bottle. In the production, 0.01 vol% (0.07 mL), 0.02 vol% (0.15 mL), 0.04 vol% (0.29 mL), and 0.13 vol% (0.87 mL), and 0.26 vol% (1.74 mL).
5種類のフロンガス注入量ごとに3本ずつ前記の試験水の調製の上、ナトリウム、カルシウム、及びケイ素の溶出量を前記のICP−AESにより測定した。ただし、当該測定においては風化促進試験を省略しており、試験水の調製直後の測定である。結果は表4であり、溶出量(ppm)は、各注入量の4本の平均値とした。 After preparing three test waters for each of five types of fluorocarbon injections, the elution amounts of sodium, calcium, and silicon were measured by the ICP-AES. However, in this measurement, the weathering acceleration test is omitted, and the measurement is immediately after the preparation of the test water. The results are shown in Table 4, and the elution amount (ppm) was an average value of four injections.
表4において、フロンガス注入量0.01vol%の試料では、総じてフロンガスの注入量が少ない。このため、ガラス表面に対するフロンによる作用が十分に現れていない。つまり、フロン量が少なすぎると判断できる。フロンガス注入量が0.02vol%から0.13vol%では、一様にカルシウムの測定値は少ない。そして、フロンガス注入量が0.26vol%になると再びカルシウム測定値が増加した。表4における傾向によると、カルシウムの溶出についてはフロンガス注入量0.04vol%を底とするU字カーブを想定することができる。 In Table 4, in the sample having a fluorocarbon gas injection amount of 0.01 vol%, the fluorocarbon gas injection amount is generally small. For this reason, the effect | action by CFC with respect to the glass surface does not fully appear. That is, it can be determined that the amount of Freon is too small. When the Freon gas injection amount is 0.02 vol% to 0.13 vol%, the measured value of calcium is uniformly small. And when the amount of flon gas injection reached 0.26 vol%, the measured calcium value increased again. According to the tendency in Table 4, it can be assumed that the elution of calcium is a U-shaped curve having a bottom of 0.04 vol.
前出の表3に加え表4の結果から、フロンガス注入量の下限はおそらく0.02vol%であると推定できる。表2、表3及び表4の結果から、フロンガス注入量0.21vol%や0.22vol%と、0.26vol%との間に測定値の乖離による断絶が存在する。従って、フロンガス注入量の上限はおそらく0.22vol%であると推定できる。 From the results in Table 4 in addition to Table 3 above, it can be estimated that the lower limit of the fluorocarbon gas injection amount is probably 0.02 vol%. From the results of Table 2, Table 3, and Table 4, there is a disconnection due to the difference in measured values between the amount of fluorocarbon gas injected 0.21 vol%, 0.22 vol%, and 0.26 vol%. Therefore, it can be estimated that the upper limit of the amount of chlorofluorocarbon injection is probably 0.22 vol%.
[フロンガス注入温度の評価]
フロンガスの注入量とともに、どの温度域においてフロンガスを注入すれば効果的であるかについても検証した。発明者は、500mLの瓶を成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において、瓶表面温度が580℃〜590℃の時点、590℃〜600℃の時点、及び600℃〜610℃の時点の3種類の温度域において、注入量を変えてフロンガスを注入し、瓶を製造した。当該製造に際し、各温度域とも、フロンガスの注入量を0.02vol%(0.08mL)とした。ガラス瓶表面温度の温度域の管理にはサーモビューアーを用いた。なお、製造条件やガス注入の条件により温度変動が生じるため、温度域とした。
[Evaluation of Freon gas injection temperature]
In addition to the amount of chlorofluorocarbons injected, the temperature range in which chlorofluorocarbon gases were injected was also verified. The inventor, after forming a 500 mL bottle, in the conveyance path until entering the slow cooling step, the bottle surface temperature is 580 ° C. to 590 ° C., 590 ° C. to 600 ° C., and 600 ° C. to 610 ° C. In these three temperature ranges, chlorofluorocarbon gas was injected at different injection amounts to produce bottles. In the production, the amount of fluorocarbon gas injected was 0.02 vol% (0.08 mL) in each temperature range. A thermo viewer was used to control the temperature range of the glass bottle surface temperature. In addition, since temperature fluctuations occur depending on manufacturing conditions and gas injection conditions, the temperature range was adopted.
温度域ごとに3本ずつ前記の試験水の調製の上、カルシウムの溶出量を前記のICP−AESにより測定した。ただし、当該測定においては風化促進試験を省略しており、試験水の調製直後の測定である。結果は表5であり、溶出量(ppm)は、各注入量の3本の平均値とした。 After preparing three test waters for each temperature range, the elution amount of calcium was measured by the ICP-AES. However, in this measurement, the weathering acceleration test is omitted, and the measurement is immediately after the preparation of the test water. The results are shown in Table 5, and the elution amount (ppm) was the average value of the three injection amounts.
表5の結果から、フロンガスを注入する際、低温度域側ではカルシウムの溶出抑制効果が薄いことがわかった。おそらく、フロンガスとの反応に必要な熱量が足りなく、十分な反応に至らなかったと考える。また、温度域が600℃〜610℃に達した時点でもカルシウムの溶出抑制効果が薄れた。これについては、より高温度におけるフロンガス注入となることから、フロンガスがガラス表面と過剰に反応した結果と考える。 From the results of Table 5, it was found that when chlorofluorocarbon gas was injected, the calcium elution suppression effect was small on the low temperature range side. Perhaps the amount of heat necessary for the reaction with chlorofluorocarbon gas is insufficient, and the reaction is not sufficient. Moreover, even when the temperature range reached 600 ° C. to 610 ° C., the effect of suppressing calcium elution was weakened. This is considered to be the result of the fluorocarbon gas reacting excessively with the glass surface, because the fluorocarbon gas is injected at a higher temperature.
表5の知見を踏まえ、温度域によるカルシウムの溶出抑制効果の相違、並びに実際に酸性液体(酒類よりウイスキーを選択)を充填した際の澱の発生について検証した。発明者は、500mLの瓶を成形後、徐冷工程に入るまでの搬送路において、瓶表面温度が566℃、586℃、615℃、626℃、640℃の5種類の温度において、0.03vol%(0.15mL)のフロンガス注入量として瓶を製造した。前記同様、ガラス瓶表面温度の温度域の管理にはサーモビューアーを用いた。ただし、ガラス瓶表面温度は変動幅があるため、各々の表示温度は目安値である。 Based on the knowledge in Table 5, the difference in the calcium elution suppression effect depending on the temperature range, and the generation of starch when actually charged with acidic liquid (choose whiskey from liquor) were verified. The inventor made 0.03 vol. At 5 kinds of temperatures of 566 ° C., 586 ° C., 615 ° C., 626 ° C., and 640 ° C. in the conveying path after forming the 500 mL bottle until the slow cooling process is started. Bottles were manufactured as% (0.15 mL) Freon gas injection. As described above, a thermoviewer was used to manage the temperature range of the glass bottle surface temperature. However, since the glass bottle surface temperature has a fluctuation range, each display temperature is a reference value.
5種類の温度において3本ずつ前記の試験水の調製の上、カルシウムの溶出量を前記のICP−AESにより測定した。ただし、当該測定においては風化促進試験を省略しており、試験水の調製直後の測定である。結果は表6であり、溶出量(ppm)は、各注入量の3本の平均値とした。 After preparing the test water three by five at five different temperatures, the elution amount of calcium was measured by the ICP-AES. However, in this measurement, the weathering acceleration test is omitted, and the measurement is immediately after the preparation of the test water. The results are shown in Table 6, and the elution amount (ppm) was the average value of the three injection amounts.
前記の5種類の温度においてフロンガスを注入して製造したガラス瓶を3本ずつ用意し、それぞれに市販のウイスキーを充填して静置し、3月ごと、2年にわたり瓶底を目視して澱発生の有無を確認した。2年経過時点で澱が生じなかった瓶(フロンガス注入時温度)については「○」、半年から2年未満に澱が生じた瓶について「△」、半年以内に澱が生じた瓶について「×」と評価した。同時に、フロンガス注入を行わずに製造した瓶も3本用意し、前記同様にウイスキーを充填して澱発生の有無を確認した。 Prepare three glass bottles manufactured by injecting Freon gas at the above five temperatures, fill each with commercial whiskey, and leave it to stand every 3 months for 2 years. The presence or absence was confirmed. “○” for bottles that did not produce starch after 2 years (CFC gas injection temperature), “△” for bottles that produced starch within 6 months to less than 2 years, “×” for bottles that produced starch within 6 months ". At the same time, three bottles manufactured without injecting Freon gas were prepared, and whiskey was filled in the same manner as described above to check for the occurrence of starch.
表6の結果を踏まえ、フロンガスの注入時温度とカルシウム溶出量の測定値との推移から、当該フロンガス注入量では615℃が最も溶出抑制効果が高い。また、前掲表5のフロンガス注入量0.02vol%の試料の場合と同様に、注入時温度615℃を底とするU字カーブの結果を示すことが判明した。そこで、カルシウムの溶出量の測定値が0.1ppm以下となることを基準にすると、フロンガスの注入時の温度は640℃付近を上限と推定することができる。さらに、澱発生の評価を加味すると、好ましくは630℃〜635℃を上限と推定することができる。また、フロンガス注入時の温度の下限については、温度測定の誤差や現実の製造設備、製造条件を勘案すると、550℃付近と推定することができる。 Based on the results of Table 6, the chlorofluorocarbon gas injection amount has the highest elution suppression effect from the transition of the fluorocarbon gas injection temperature and the measured calcium elution amount. Moreover, it turned out that the result of the U-shaped curve which shows bottom | bottom temperature 615 degreeC at the time of injection | pouring was shown similarly to the case of the fluorocarbon gas injection amount 0.02 vol% of the above-mentioned Table 5. Therefore, based on the measurement value of the calcium elution amount being 0.1 ppm or less, the upper limit of the temperature at the time of injecting the chlorofluorocarbon gas can be estimated. Furthermore, when the evaluation of starch generation is taken into consideration, it is possible to estimate that the upper limit is preferably 630 ° C to 635 ° C. Further, the lower limit of the temperature at the time of injecting the chlorofluorocarbon gas can be estimated to be around 550 ° C. in consideration of temperature measurement errors, actual manufacturing equipment, and manufacturing conditions.
表6の結果において、カルシウムの溶出量の測定値が0.090ppm当たりでは2年間もウイスキーを保存する場合には完全に澱の発生を防ぐことはできなかった。しかし、フロンガス未注入品との相違から十分な澱抑制効果を発揮している。従って、カルシウム(Ca2+)の溶出量の測定値0.1ppm以下が一定の満たすべき基準となる。そして、好ましくは0.06ppm、より好ましくは0.03ppm以下に抑えることが、良好な溶出抑制効果からいっそう望ましい。 In the results shown in Table 6, when the measured value of the calcium elution amount was 0.090 ppm, when the whiskey was stored for 2 years, the generation of starch could not be completely prevented. However, it exhibits a sufficient starch control effect due to the difference from the non-injected CFC gas. Therefore, the measured value of calcium (Ca 2+ ) elution amount of 0.1 ppm or less is a certain standard to be satisfied. And it is more desirable to suppress to 0.06 ppm, more preferably 0.03 ppm or less, because of a good elution suppression effect.
本発明のカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法によると、フロンガスを加熱状態のガラス材表面に接触させて反応させることによりガラス材表面の改質が生じ、結果的にカルシウムイオンの溶出を極めて微量域に抑制することができる。そのため、ガラス容器に充填、保存する内容物がカルシウムイオンと反応する等の内容物への影響を低減することが可能である。従って、カルシウムイオンの影響を受けやすい内容物である酒類を保存するための新たな容器を提案することができる。 According to the method for producing a glass container for alcoholic beverages of the present invention, the surface of the glass material is modified by bringing the fluorocarbon gas into contact with the surface of the heated glass material, and the calcium ion is eluted as a result. It can be suppressed to a very small amount. Therefore, it is possible to reduce the influence on the contents such as the contents filled and stored in the glass container react with calcium ions. Therefore, it is possible to propose a new container for storing alcoholic beverages that are easily affected by calcium ions.
Claims (3)
前記温度域が550℃ないし630℃であるとともに、前記フロンガスが1,1−ジフルオロエタンでありかつその注入量が前記ガラス容器の内容量の0.02〜0.13体積%であり、
第十六改正日本薬局方一般試験法 7.容器・包装材料試験法 7.01注射剤用ガラス容器試験法(ii)第2法の溶出条件に基づいて前記ガラス容器に蒸留水を加えて試験水を調製し、JIS K0116(2003)に準拠しICP−AESを用いた測定方法により前記試験水を測定した場合において、前記ガラス容器の内面から溶出するCa2+の溶出量の測定値が0.06ppm以下を満たすこと
を特徴とするカルシウムイオン溶出抑制酒類用ガラス容器の製造方法。 The molten glass obtained by melting the soda lime glass raw material is molded into a predetermined container shape to form a glass molded product, and the surface temperature of the glass molded product is controlled to a temperature range below the glass softening point of the raw material, and the temperature A method for producing a glass container for storing alcoholic beverages obtained by injecting chlorofluorocarbon gas into the inside of the glass molded product between zones and then performing slow cooling,
The temperature range is 550 ° C. to 630 ° C., the Freon gas is 1,1-difluoroethane, and the injection amount is 0.02 to 0.13% by volume of the internal volume of the glass container,
Sixteenth revised Japanese Pharmacopoeia General Examination Method Test method for containers and packaging materials 7.01 Test method for glass containers for injections (ii) Prepare test water by adding distilled water to the glass containers based on the elution conditions of the second method, in accordance with JIS K0116 (2003) When the test water is measured by a measurement method using ICP-AES, the measured value of the amount of Ca 2+ eluted from the inner surface of the glass container satisfies 0.06 ppm or less. Manufacturing method of glass container for elution suppression alcoholic beverages.
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