JPH0755142B2 - 包装製品およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくとも部分的に配向された熱可塑性プラ
スチック製のチューブ製品の熱処理の方法に関するもの
であり、該製品は主としてポリエチレンテレフタレート
（以下、PETと称する）のような飽和線状ポリエステル
材料からなるチューブ製品を含み、（しかし、これらに
限定されるわけではない）、加工食品及び飲料食品の容
器として使用される容器の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

容器本体をある程度配向させることは、機械的性質を向
上させるのに望ましいことは公知であり、この配向は、
従来、ポリマー材を引張り、延伸、あるいは延伸ブロー
成形等の力学的変形によって形成されている。しかし配
向した本体は、力学的変形がなされた際の温度より高温
に加熱されると収縮が生じる。配向物体はガラス点移転
以上の高温にまで熱安定化されることができ、これは物
体を変形するのを拘制しながらその高温度よりも少くと
も40℃以上加熱することにより行なわれ、かような工程
は熱固定（ヒートセット）として公知である。内部スト
レスが、分子の緩和により、またポリマー材が結晶可能
な場合にはその部分的な結晶化によって、除去されるた
めである。

ところで、多くの場合、食品及び飲料品は、80℃までの
温度で容器に注入され、次に封がなされ、それから、レ
トルト、すなわち、食品の性質にもよるが、約60℃から
100℃の下で低温殺菌または、約120℃の温度の下で殺菌
消毒される。かような場合に、ポリマー製容器本体が次
期工程での加熱の間、寸法的に安定したものとなるため
に、前記熱固定の工程が必要である。

また高温下で封がなされるとすると、容器本体が周囲温
度に冷却される間、容器内部の圧力が周囲より低圧化
し、その結果、容器本体に縦皺が生じる傾向となる（以
下パネル化と称する）。このパネル化を防止する方法と
しては、金属製容器においては、それを強化するため
に、容器の円筒状の側壁に玉縁（ビード）を付ける方法
が挙げられる。しかし、この方法はPET製容器には不向
きである。というのは、ビードの方法は、製品の積載作
業の能率を減少させるという重要な欠点が伴なう。すな
わち、重量加重のため、容器の強度が相対的に減退しつ
ぶされてしまい、このため容器に積み重ねられる容器の
数が減少されざるを得ないこととなる。かつ、金属容器
はいかなる場合も、加熱及び冷却過程の間、実質的に多
少とも熱膨張及び収縮するため、上部に必然的にパネル
化が伴なうような真空部分が生じる傾向は少ない。

一方、熱可塑性プラスチック製容器がパネル化しないた
めの方法として、容器の側壁を厚さ1mm程度に、厚くす
るという簡単な方法が挙げられる。しかし、この方法
は、材料が多量に必要であるばかりでなく、この程度に
厚くされた側壁の容器は、従来の金属製閉じ具を取りつ
ける際に使用される二重密封装置で密封されることがで
きない。というのは二重密封装置が使用されるために
は、側壁の厚さが0.25mmから0.75mmの範囲にとどまって
いなければ該装置は使用され得ないからである。

従来技術においては、容器の材料の融点ぎりぎりの温度
まで可能な限り高温によって、配向された熱可塑性プラ
スチック製容器を熱固定することが望ましいと考えられ
た。例えば、ポリエチレンテレフタレートを材料とした
場合、熱固定の温度は230℃前後とされている。これ
は、高温の熱固定の温度を選択することにより収縮する
容積を最小（例えば３％以下）とすることができるから
であり、かつ、このために熱固定後の容器の容積が良好
な寸法安定性になるからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

出願人は、次期工程である（殺菌のため）加熱の間で容
積変化が最小となるように、熱固定温度で容器本体を熱
固定することが明白に不利であり、これに反して低温で
熱固定することにより、被包装食器の注入及び容器密封
の後の（殺菌のための）加熱の際の容器のパネル化を防
止する程度に十分な収縮がもたらされるという認識に到
った。

しかし、他方、熱固定の際の温度が低すぎると殺菌時の
加熱において容器本体の収縮が過度となり、容器内部に
生じる圧力が容器の封栓箇所を圧迫し、容器の封栓また
は容器本体あるいはその両者を膨張化がさせるという傾
向がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の第一の観点によると、容器に流動食品、半流動
食品又は飲料品を包装した、包装製品の製造方法が提供
される。その方法は次に各ステップを含み、すなわち （ａ） 熱可塑性プラスチック製の容器本体を、少なく
とも部分的に配向し、その壁面の厚さを0.25mmから0.75
mmの範囲内となるよう成形する工程、 （ｂ） 該容器本体を、100℃から230℃の範囲内で、か
つ、少なくとも容器本体の材料の熱可塑性プラスチック
の融点より10℃低く、あらかじめ決定された温度での加
熱により熱固定する工程、 （ｃ） 前記食品を熱固定さた容器本体に注入し、一個
所若しくはそれ以上の、閉め具によって食品の上にスペ
ースをあけて密封容器包装を形成する工程、 （ｄ） 包装製品を貯蔵するため、60℃から140℃の範
囲内の温度で包装製品を加熱処理する工程： から構成され、あらかじめ決定された熱固定温度は、容
器本体の熱処理の間容器本体が３％から５％の範囲内で
容積収縮を受け、その後、包装製品の温度が周囲の温度
まで冷却された後は、容器壁面の断面を通して加えらえ
るいかなる圧力差も容器をパネル化するのに十分でな
く、それ故、容器本体はパネル化されることはないよう
な前もって決められた熱固定温度である。

第二の観点において、本発明は、流動食品、半流動食品
または飲料品、及び前記食品を封入する容器から成る包
装製品を提供することにある。すなわち、該容器には、
前記食品に対する容器本体と少なくとも前記本体を密封
する閉め具を有し、容器本体は熱可塑性プラスチック材
料を少なくとも部分的に配向し、壁厚、0.25mmから0.75
mmの範囲内の厚さとなるようにモールド成形工程によっ
て形成され、容器本体は前記食品を注入する前に、容器
本体の材料である熱可塑性プラスチックの融点から少な
くとも10℃低く、あらかじめ設定された温度で熱固定さ
れ、該容器は、密封後に、内容物とともに60℃から140
℃の範囲の温度下で熱処理され、前記熱固定の温度は、
包装製品が前記熱処理の後及び周囲の温度に下った後
は、容器本体の壁面に加えられるいかなる圧力差によっ
ても、パネル化することなく、容器本体がパネル化され
得ないような温度にされたことからなる、包装製品を抵
抗することにある。

容器本体に好適な材料は前記熱固定の温度の範囲100℃
から230℃となるようなポリエチレンテレフタレートで
ある。

パネル化の傾向を減少するためには、容器本体が、周囲
の温度に冷却されたとき、容器内の圧力が少なくとも外
部の圧力と等しくなることが必要であり、場合によって
は包装製品の積載作業に役立つように、容器内部の圧力
が周囲より、やや高いのが望ましい。この密封後の望ま
しい容器の圧力に影響する主な要因は、頭部空間、すな
わち前記食品と容器との間の空気または水蒸気の隙間で
ある。隙間が液体又は半液体食品に比べて比較的高い圧
縮性を有するため、この圧力の変化は、注入、レトルト
および周囲温度への冷却の過程で生じるが、これは頭部
空間の容積と、各工程の間の温度変化に依存する。ここ
で頭部空間は通常、注入過程で発生され、典型的な頭部
空間の高さは1cmである。

ただし、ある種の工程によって生産される特別の食品ま
たは飲料品について、（頭部空間を含めた）容積は変化
せず、圧力のみが変化することが知られている。この場
合の圧力変化は通常負であり、すなわち、食品及び頭部
空間が周囲温度に冷却する時間までには圧力に減少が生
じる。この圧力減少を克服するために、例えば、密閉部
のダブルシームング、材料費などの実用的及び経済的理
由で容器本体の壁面を薄くしてあるにも拘わらず、周囲
温度の下で、容器本体の壁面における外部と内部の圧力
差によるパネル化が生じないことを確実とするため、ど
の程度の容器本体の収縮が圧力減少を補なうか、を決定
することで可能である。

本発明においては、容器本体が、次期熱処理の間に、全
過程を通じて必要とされる容器収縮が生じるため、故
に、残留の収縮が熱固定の際生じるように、容器本体に
対して適宜な熱固定温度を選択することが可能である。
すなわち、熱処理に対して、熱固定の温度が低ければ低
い程、熱処理における残留の収縮は大きくなる。

〔実施例〕

本発明を図面に基づき、さらに詳述する。

第１図は、同一の容器に、それぞれ異なった熱処理が要
求される異なった食品を注入した場合の三種の曲線の一
群を示すものである。三種の曲線は、各々85℃、100℃
および120℃の熱処理温度の場合について示すもので、
処理時間は30分である。各々の場合は、典型的な果汁の
低温殺菌、野菜汁の低温殺菌過程を各々にほどこした場
合の代表的な温度および時間である。各曲線から、容器
の収縮は、熱固定の温度（図中Thで示されるＸ軸）の上
昇に伴って減少していることがわかる。ちなみに容器は
両軸に配向されたチューブ状のもので、PETを材料とし
て、通常用いられる金属性の閉め具が両端に付けられた
ものである。実験結果は、全過程を通じて３％の容器収
縮が、壁面の厚さが0.25mmから0.75mmの範囲の場合に対
して、全過程を経た容器内に起こる圧力減少が容器壁面
のパネル化が起こらないようにする、最小容積収縮であ
ることを示している。さらに、全工程を通じて15％の容
積収縮が容器内部に望ましい圧力を残し、かつ、容器の
閉端部または容器本体の破裂または膨張が生じる程度ま
でには到らないものであることが判明している。従っ
て、実験結果から、容積収縮の好適な範囲は３％から15
％であることがわかる。例えば、壁面の厚さが0.375mm
で直径が83.4mmである容器に対して、好適な容積収縮の
範囲は４％から８％であり、最も望ましい収縮は約６％
である。

第１図で示される各種のグラフによって、容器の材料と
なる熱可塑性プラスチックの種類、容器の形状、食品お
よび温度、時間、頭部空間の容積など工程の際の条件を
設定するために利用できる。実際に好適な熱固定の温度
を決定するため、第１図にグラフが利用される例とし
て、６％の容積収縮が選択されたとすると、第１図か
ら、100℃で熱処理される場合と120℃で熱処理される場
合各々、第１図の曲線で特徴づけられる二種の容器に対
して、要求される熱固定の温度を割り出すことができる
（第１図点線参照）。この容器の内、第一のものには、
100℃で殺菌されるべき果汁のようなものが内包される
とすると、この容器は、図中のTh（100）で示される温
度で熱固定する必要があることになる。同様に、120℃
でレトルトされなければならない容器、例えば、殺菌す
べき野菜汁を内包する容器については、冷却の際のパネ
ル化が確実に生じないようにするためには、図中のTh
（120）で示される温度もしくはそれより高温で熱固定
しなければならないことになる。

ところで出願人が選択する、熱固定の方法および装置
は、特に、1985年３月18日に出願され、現在係属中の英
国特許出願第8,506,932号において、示されているとお
りであり、本出願においても参考用として引用される。
ここで本出願の理解を容易とするため、前記英国特許出
願第8,506,932号の明細書における第４図を、以下記載
の事項との関係で、本発明においては、第２図として記
載する。

第２図において、熱固定すべき円筒状の容器本体は符号
５の部分で示され、この図では、マンドレル10に緩い
か、または滑動できる程度に密着した状態にて合わされ
ている状態を示している。容器本体５を熱固定するため
に、本体が合わされているマンドレルは熱せられた管型
12の中心部の内径に、縦方向から挿入され、その際、容
器本体と管型との間にをわずかなすき間が生じることに
なる。（容器本体が縦方向に動かないように端部を止め
る方法については図示されていない）。容器本体は、微
小の流体圧力によって膨張し、型と密着し、支持され、
この状態で熱固定がなされる。容器本体が必要な程度ま
で熱固定されると、流体圧力は除去され、容器本体は収
縮して、マンドレルに密着する。マンドレルは容器本体
をガラス転移温度より低い温度にすばやく冷却し、更に
収縮するのを抑制する。それから、密閉し、食品を注入
し、熱処理されるために前もって決められた断面寸法の
容積を与える。冷却後、容器本体はマンドレルから離さ
れる。

管型12の、特に内部表面の温度は熱固定の温度に維持さ
れる。すなわち、これにより容器本体５が管型12に密着
している間、熱固定の温度Thの下に、熱固定されるのに
必要な間、容器壁面にあますところなく、その材料がお
かれるようにすることができる。側面に生じる温度差が
生じることは否めないが、これにより支障がないように
するためには、管型内部の温度は熱固定温度Thより高く
しなけらばならない。

熱固定に必要な時間は、前記本体が望ましい状態となる
までの最小時間であり、第１図のグラフはそれに基づき
進められる。

熱固定時間を壁厚に通して温度Thになるのに必要以上長
くすると、処理量が減少し、また殺菌処理後密閉容器の
パネル化を確実に起さない収縮よりも小さい潜在残留収
縮能力になり、望ましくない。それ故、熱固定の時間は
通常５秒から10秒の範囲でなされる。さらに、必要とさ
れる熱固定の時間を、容器外面の材料であるPETの過度
の結晶化および容器内部の微小圧力によって熱処理の前
後にわたり、容器本体に生じるゆがみが生じることがな
い程度に、管型の温度を上昇させることも考えられてい
る。この場合、管型の温度は、必要とされる熱固定温度
Thより２℃から10℃の範囲で高温とするのが好適であ
る。

本発明は、二方向を配向したポリエチレンテレフタレー
ト製のチューブ状容器で金属製の閉め具がつけられ、両
端をシームされた容器に限定されるものではない。本発
明の実施は、容器本体の材料がPETでも、他のポリマー
材であってもよく（結晶化する材がよいが、それが必要
というわけではない）、また両軸に配向した容器でも一
軸に配向した容器でも密閉部が閉め具によって閉じられ
ているものでも、いないものでも可能である。かつ、閉
め具はダブルシームされたものでも、たとえば熱シール
などの方法による場合でも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は三種の異なった熱処理温度における配向された
熱処理可能な熱可塑性プラスチックの熱処理の際の容器
の容積収縮の比率（百分率）と熱固定温度の相関をグラ
フとしたものを示し、第２図は本発明が実施される場合
の装置および本発明における通常の操作の概要図（縦断
面図）を示す。 〔主要符号の説明〕 １……容器本体、10……マンドレル、 12……管型。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動食品、または半流動食品または飲料品
   等内容物を容器に収納した包装体を製造する方法であっ
   て、 a.少なくとも部分的には一定方向に配向された状態で、
   かつ壁の厚さを0.25mmから0.75mmの範囲におかれるよう
   になされた熱可塑性プラスチック製の容器本体を形成す
   る工程、 b.あらかじめ、容器本体の素材の熱可塑性プラスチック
   の融点から、少なくとも10℃では低く、規定されたある
   温度にて、加熱することにより容器本体を熱固定する工
   程、 c.前記熱固定された容器本体に前記食品を注入し、製品
   の上部に頭部の空間部を伴った密封容器を形成させるよ
   うに一個以上の閉め具で密封する工程、及び d.製品を保存する際にその状態を維持させるに十分とす
   るため、60℃から140℃の範囲の温度で製品を熱処理す
   る工程 を含む包装製品の製造方法であって、 前記、熱固定の温度は前記熱処理の間、容器本体が３％
   から15％の範囲で容積が収納され、次に周囲温度まで製
   品を冷却した後は、容器側壁を横ぎるいかなる圧力差に
   対しても容器の縦皺をもたらすことなく、それ故容器本
   体は縦皺され得ないものとする温度であることを特徴と
   する熱可塑性プラスチック製の包装製品の製造方法。
2. 【請求項２】前記容器本体はポリエチレンテレフタレー
   トによって形成され、かつ100℃から230℃の範囲にてあ
   らかじめ特定された温度にて、熱固定されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の包装製品の製造方
   法。
3. 【請求項３】前記熱処理の間、製品が適当な温度に冷却
   した際、容器内部に微小の過圧力がが生じる程度に容器
   本体の容積が収縮するように、前記、熱固定の温度が選
   択されることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の包装製品の製造方法。
4. 【請求項４】前記容器の頭部空間部が実質的に、1cmと
   して製造されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項ないし第３項の何れかの１項に記載の包装製品の製造
   方法。
5. 【請求項５】流動食品または半流動食品また飲料品及び
   前記食品が収納される容器とから成る包装製品であっ
   て、該容器は、前記食品収納のための容器本体及び容器
   閉め具から成り、該容器は熱可塑性プラスチックを材料
   として、少なくとも部分的に配向される形態で、かつ側
   壁の厚さが0.25mmから0.75mmの範囲にある本体側壁をも
   つように形成されており、該容器には、前もって前記食
   品が注入される前、容器本体の熱可塑性プラスチック材
   料の融点より少なくとも10℃低くあらかじめ決定されて
   いる温度で熱固定がなされ、かつ密封された前記食品と
   ともに60℃から140℃範囲で定められた温度の下で熱処
   理なされる包装製品であって、前記熱固定される温度
   は、前記熱処理温度においても、また熱処理後において
   も、容器本体に対するいかなる圧力差によっても縦皺さ
   れることなく、それ故容器本体は縦皺されることがなく
   なるような温度にされたことを特徴とする包装製品。
6. 【請求項６】前記容器本体はポリエレンテレフタレート
   によって形成され、かつ、あらかじめ100℃から230℃の
   範囲にて特定された温度にて熱固定されることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載の包装製品。
7. 【請求項７】容器内部に微小過圧力が存することを特徴
   とする特許請求の範囲第５項又は第６項記載の包装製
   品。