JP6880473B2 - 飲料製品の製造方法 - Google Patents
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プリフォームおよび前記プリフォームの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材を備える複合プリフォームを準備する工程と、
複合プリフォームをブロー成形し、複合容器を得る工程と、
複合容器に内容物を充填する工程と、
内容物を充填した複合容器を高圧処理する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明に係る飲料製品の製造方法は、
プリフォーム10aおよび前記プリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材40aを備える複合プリフォーム70を準備する工程と、
複合プリフォーム70をブロー成形し、複合容器10Aを得る工程と、
複合容器10Aに内容物を充填する工程と、
内容物を充填した複合容器10Aを高圧処理する工程と、を含むことを特徴とする。
以下、各工程について詳細に説明する。
図1に示すように、複合プリフォーム70は、プリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材40aとを備える。
プリフォーム10aは、熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)やアイオノマー樹脂等の樹脂材料を含むことができる。これらの中でも、熱可塑性樹脂が好ましく、具体的には、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)やアイオノマー樹脂が好ましい。また、上述した各種樹脂をブレンドして用いても良い。
また、射出成形により2層以上の多層プリフォーム10aを作製することにより、容器本体10を2層以上の多層成形ボトルとすることができる。
例えば、中間層をMXD6、MXD6+脂肪酸塩、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)又はPEN(ポリエチレンナフタレート)等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂(中間層)を含んでなる層として、3層以上からなるプリフォーム10aを成形後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性などを有する多層成形ボトルを得ることができる。なお、中間層としては、上述した各種樹脂をブレンドした樹脂などを用いても良い。
図1に示すように、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの外面に接着されることなく取付けられており、プリフォーム10aに対して移動又は回転しないほどに密着されているか、又は自重で落下しない程度に密着されている。プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの外側を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、円形状の水平断面を有している。
図2(a)に示すように、プラスチック製部材40aは、有底円筒形状からなり、円筒状の胴部41と、胴部41に連結された底部42とを有していても良い。この場合、プラスチック製部材40aの底部42がプリフォーム10aの底部30aを覆うので、複合容器10Aの胴部20に加え、底部30に対しても様々な機能や特性を付与することができる。
また、図2(b)に示すように、プラスチック製部材40aは、全体として無底円筒形状からなり、円筒状の胴部41を有していても良い。
また、図2(c)および図2(d)に示すように、プラスチック製部材40aは、フィルムを筒状に形成してその端部を貼り合わせることにより作製されても良い。この場合、図2(c)に示すように、プラスチック製部材40aは、胴部41を有する無底円筒形状に構成されていても良く、図2(d)に示すように、底部42を貼り合わせることにより有底円筒形状に構成されていても良い。
これらの中でも、PE、PP、PET、PEN等の熱可塑性非弾性樹脂が特に好ましい。
また、プラスチック製部材40aは、上記した樹脂材料を構成する2以上のモノマー単位が重合した共重合体を含んでいても良い。さらに、上記した樹脂を2種以上を含んでいてもよい。
この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aのガスバリア性を高め、容器内への酸素の侵入を防ぎ、内容液が劣化することを防止し、また、容器内から外部への水蒸気の蒸散を防ぎ、内容量が減少することを防止することができる。
例えば、後述する容器本体10のうち、肩部12、首部13および胴部20の全域および底部30の一部にプラスチック製部材40を設け、この部分のガスバリア性を高めても良い。
このような材料としては、PE、PP、MXD−6、PGA、EVOH、PENまたはこれらの材料に脂肪酸塩等の酸素吸収材を混ぜることも考えられる。
なお、プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、ガスバリア性を有する材料からなる層を備えていてもよい。
この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aの光線バリア性を高め、紫外線等により内容液が劣化することを防止することができる。
例えば、容器本体10のうち、肩部12、首部13、胴部20の全域および底部の一部にプラスチック製部材40aを設け、この部分の紫外線バリア性を高めても良い。
このような材料としては、上記した樹脂を2種類以上含んでなる樹脂材料、またはPETやPE、PPに遮光性樹脂を添加した材料が考えられる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることにより作製された、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用しても良い。
なお、プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、光線バリア性を有する材料からなる層を備えていてもよい。
この場合、容器本体10そのものの厚みを厚くすることなく、内容液の温度が複合容器10Aの表面まで伝達しにくくすることが可能となる。これにより、複合容器10Aの保温性又は保冷性が高められる。
例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20の保温性又は保冷性を高めても良い。また、使用者が複合容器10Aを把持した際、熱すぎたり冷たすぎたりすることにより複合容器10Aを持ちにくくなることが防止される。このような材料としては、発泡化したポリウレタン、ポリスチレン、PE、PP、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などが考えられる。
なお、プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、保温性又は保冷性の高い材料(熱伝導性の低い材料)からなる層を備えていてもよい。
また、これら樹脂を含んでなる樹脂材料に、中空粒子を混合することが好ましい。中空粒子の平均粒子径は、1〜200μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましい。また、中空粒子としては、樹脂などから構成される有機系中空粒子であってもよく、ガラスなどから構成される無機系中空粒子であってもよいが、分散性が優れるという理由から、有機系中空粒子が好ましい。有機系中空粒子を構成する樹脂としては、例えば、架橋スチレン−アクリル樹脂などのスチレン系樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂などの(メタ)アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂などを挙げることができる。また、ローペイクHP−1055、ローペイクHP−91、ローペイクOP−84J、ローペイクウルトラ、ローペイクSE、ローペイクST(ロームアンドハース(株)製)、ニポールMH−5055(日本ゼオン(株)製)、SX8782、SX866(JSR(株)製)などの市販される中空粒子を用いることも出来る。
中空粒子の含有量としては、プラスチック製部材40aが単層からなる場合、プラスチック製部材40aに含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。また、プラスチック製部材40aが多層からなる場合、中空粒子が含まれるプラスチック製部材40aの層に含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。
この場合、容器本体10の材料を変更することなく、使用者が複合容器10Aを把持しやすくすることができる。例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20を持ちやすくしても良い。
なお、プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、プリフォーム10aを構成するプラスチック材料よりも滑りにくい材料からなる層を備えていてもよい。この場合、該層は、プラスチック製部材40aの最外の層であることが好ましい。
例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20に画像や文字を表示しても良い。
印刷は、例えばインクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法等の印刷法により行うことができる。例えば、インクジェット法を用いる場合、プラスチック製部材40a(40)にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷層を形成させることができる。この印刷は、プリフォーム10aに嵌め込む前のプラスチック製部材40aに対して施されても良く、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けた状態で施されても良い。さらに、ブロー成形後の複合容器10Aのプラスチック製部材40に印刷が施されても良い。
プラスチック製部材40aが多層からなるものである場合、例えば、最内面と最外面との層構成が同じであっても、異なっていてもよい。
具体的な層構成としては、最内面から、低密度PE/接着層/EVOH/接着層/低密度PEのもの、PP/接着層/EVOH/接着層/PPのものなどを挙げることができる。
この場合の接着層を構成する接着剤としては、例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤などが挙げられる。
成形方法としては、例えば、深絞り成形、または樹脂シートをチューブ状に成形し、その端部を融着、または接着する方法などが挙げられる。
また、多層からなるプラスチック製部材40aは、2以上の樹脂シートを、上記した接着剤を介して積層させた積層樹脂シートを成形することにより得ることができる。
上記樹脂シートは、市販品を用いてもよいし、従来公知の方法により製造することができる。本発明においては、押出成形により製造することが好ましく、押出成形が、Tダイ法またはインフレーション法により行われることが好ましい。
(1)まず樹脂材料51を加熱溶融し、ダイ52からチューブ状に押し出し、チューブ状パリソン53を形成させ、
(2)次いで、図3(b)に示すように、例えば2分割の金型54によりチューブ状パリソン53を挟み込み、
(3)次いで、図3(c)に示すように、吹き込みノズル55よりチューブ状パリソン53内に空気を吹き込み、チューブ状パリソン53を金型54に合わせて成形し、冷却、型開き、取り出しを順次行うことにより、図3(d)に示すような有底円筒形状のプラスチック製部材40aを得ることができる(ダイレクトブロー成形)。
本方法によれば、金型の設計を変更することにより、得られるプラスチック製部材40aの設計を変更することができ、プリフォーム10aとの密着性の高いプラスチック製部材40aを作製することができる。
まず、上記した樹脂材料等を、押出装置内で加熱溶融し、溶融した樹脂材料等をリングダイより連続的に押し出し、冷却することにより、未延伸の押出チューブ1に成形する(図4(a)参照)。なお、多層からなるプラスチック製部材40aは、2以上の樹脂材料を共押し出しすることにより、作製することができる。
次いで、この未延伸の押出チューブの一端を溶着または接着することによって、押出チューブの一端を閉鎖する。
さらに、この一端が閉鎖された押出チューブ1を、押出チューブ1の外径よりも大きい内径を有する金型2内に配置する(図4(b)参照)。
次いで、押出チューブ1の他端にブロー装置3を配置(装着)する(図4(c)参照)。このとき、ブロー装置3は、押出チューブ1と、これらの間からエアが漏れないよう密着させることが好ましい。
続いて、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、この配置のまま加熱炉4に送り込み、加熱炉4の内部で70〜150℃に加熱する(図4(d)参照)。加熱炉4としては、その内部を均一な温度にするために、熱風循環式加熱炉を用いても良い。あるいは押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱した液体中を通過させることにより、これらを加熱しても良い。
次に、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱炉4から取り出し、ブロー装置3から押出チューブ1内にエアを噴出することにより、押出チューブ1の内面を加圧延伸する。これにより、押出チューブ1は、膨張し、金型2の内面形状に沿って拡径される(図4(e)参照)。
その後、ブロー装置3からエアを噴出した状態のまま、押出チューブ1を冷水中で冷却し、押出チューブを金型2から取り出す(図4(f)参照)。これを所望の大きさにカットすることにより熱収縮性のプラスチック製部材40aを得ることができる(図4(g)参照)。
また、一実施形態において、複合プリフォーム70プラスチック製部材40aへプリフォーム10aを嵌め込んだ後、加熱し、プラスチック製部材40aを熱収縮させることにより得ることができる。
このとき、加熱方法は特に限定されず、赤外線や、温風等を用いて適宜行うことができる。加熱温度は、60℃以上、250℃以下であることが好ましく、80℃以上、150℃以下であることがより好ましい。なお、加熱温度とは加熱時の熱収縮性プラスチック製部材40aの表面温度のことであり、赤外線や、温風等の照射温度のことではない。
複合プリフォーム70に対し、2軸延伸ブロー成形を施し、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを一体として膨張させることにより、図5および図6に示す複合容器10Aを得ることができる。
また、この加熱は、赤外線や、温風等を用いて適宜行うことができる。
図5に示すように、複合プリフォーム70をブロー成形することにより得られる複合容器10Aは、内側に位置するプラスチック材料製の容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられたプラスチック製部材40とを備えている。
容器本体10は、口部11と、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12の下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図5)における上方および下方のことをいう。
プラスチック製部材40は、容器本体10の外面に薄く延ばされた状態で密着されており、容器本体10に対して容易に移動又は回転しない状態で取付けられている。また、図3に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。
プラスチック製部材40の容器本体10からの分離(剥離)の方法としては、例えば刃物等を用いてプラスチック製部材40を切除したり、プラスチック製部材40に予め切断線を設け、この切断線に沿ってプラスチック製部材40を剥離したりすることができる。上記のような方法により、プラスチック製部材40を容器本体10から分離除去することができるので、従来と同様に無色透明な容器本体10をリサイクルすることができる。
複合容器10Aに充填する内容物は、特に限定されるものではないが、本発明の方法によれば、加熱工程を経ることなく、内容物および複合容器10Aを殺菌することができるため、熱により変性してしまうもの(例えば、乳製品)や、生酒、野菜ジュース等の加熱処理に適さない飲料を内容物として充填することができる。
複合容器10Aへの内容物の充填は、ヘッドスペース(空寸量)ができるように行われることが好ましく、このヘッドスペースは、1mL以上、20mL以下であることが好ましく、5mL以上、10mL以下であることが好ましい。
本発明の方法は、内容物を充填した複合容器10Aを高圧処理する工程を含み、内容物が、熱により変性等を起こしてしまうものであったとしても、殺菌処理を施すことが可能となる。また、内容物によっては、食味の向上や酵素活性の向上等の効果も認められる。
内容物を充填し、キャップを螺着した複合容器10Aの高圧処理は、従来公知の高圧処理装置を用いて行うことができ、例えば、水等の液状圧力媒体が充填されてなる加圧室を有する装置を使用することができる。
市販される高圧処理装置としては、例えば、株式会社神戸製鋼所社製の食品用高圧処理装置が挙げられる。
高圧処理における圧力は、10MPa以上、2000MPa以下であることが好ましく、100MPa以上、1000MPa以下であることがより好ましい。
また、高圧処理の時間は、内容物、使用する装置、圧力の高さ等に応じ適宜変更されることが好ましいが、例えば、10秒以上、30分以下とすることができる。
また、高圧処理は、内容物の温度が80℃以下となるように行われることが好ましく、50℃以下の温度となるように行われることがより好ましい。
また、高圧後の複合容器10A内の圧力は、100kPa以上、150kPa以下となるように行われることが好ましく、100kPa以上、125kPa以下となるように行われることがより好ましい。容器本体10Aの形状は、この圧力に耐えることができるものであれば特に限定されるものではない。
射出成形機を使用して、図1に示すPET製のプリフォーム10aを作製した。このプリフォーム10aの重量は、23.8gであった。
ポリオレフィン樹脂を溶融し、リング状のダイから押出した。次いで、押出されたチューブ内面を加圧、またはチューブ外面を内面より陰圧とし拡径を行い、熱収縮性プラスチック製部材40a作製した。
次いで、手作業により、プリフォーム10aを、熱収縮性プラスチック製部材40aの余白部80aとは反対の端から嵌め込みを行った。
嵌め込み後、赤外線ヒーターを用いて、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを100℃まで加熱し、熱収縮性プラスチック製部材40aを熱収縮させた。
上記のようにして得られた複合プリフォーム70を赤外線ヒーターを用いて、100℃まで加熱し、図7bに表されるブロー成形金型に搬送した。このブロー成形金型内において、複合プリフォーム70をブロー成形し、満注容量が500mLの複合容器10Aを得た。
上記のようにして得られた複合容器10Aへ、内容物(水)を、15mLのヘッドスペースができるように充填し、キャップを螺着した。
内容物を充填した複合容器10Aを、株式会社神戸製鋼所社製の食品用高圧処理装置内へ入れ、500MPa、1分間高圧処理を施した。
高圧処理後の複合容器10A内の圧力を針付き圧力計を用いて測定したところ、110kPaであった。
また、高圧処理時の内容物の温度は、10℃であった。
Claims (2)
- プリフォームおよび前記プリフォームの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材を備える複合プリフォームを準備する工程と、
前記複合プリフォームをブロー成形し、複合容器を得る工程と、
前記複合容器に内容物を充填する工程と、
前記内容物を充填した複合容器を高圧処理する工程と、を含み、
前記高圧処理が、50℃以下の内容物温度において行われ、
前記高圧処理における圧力が、10MPa以上、2000MPa以下であり、
前記高圧処理後の前記複合容器内の圧力が、100kPa以上、150kPa以下である、飲料製品の製造方法。 - 前記内容物の充填が、1mL以上、20mL以下のヘッドスペースができるように行われる、請求項1に記載の製造方法。
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