JPH10167202A - 熱可塑性樹脂容器に高温で液体を充填する方法 及び装置 - Google Patents
熱可塑性樹脂容器に高温で液体を充填する方法 及び装置Info
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Abstract
ば結晶化度の低いPET容器であっても、著しい収縮や
変形を起こさせないで高温の果汁や茶飲料などを充填出
来、且つその保有熱によって容器と栓を殺菌できる方法
と装置を提供する。 【解決手段】耐熱性の低い熱可塑性樹脂、例えば結晶化
度の低いPET容器に、果汁や茶飲料を、主として殺菌
などを目的として高温で充填する際に、容器1の首部以
下全体を別の大きな容器7内に収納し、容器1と収納容
器7との隙間を冷却水14で満たす。容器の外面を、冷
却し続けて硬化させることにより、またその水圧によっ
て容器を外側から圧迫することにより、充填中又はその
後に於ても著しい収縮や熱変形を起こさせないことを特
徴とする。
Description
の飲料を、主として容器や栓の殺菌を目的として通常8
5℃以上の高温でPETなど熱可塑性樹脂容器に充填す
ることに関するものである。
殖しやすい飲料を容器に充填施栓する場合、充填物の温
度を85℃以上の高温の状態で充填し、その保有熱によ
って、充填機及び容器と栓を殺菌する方法がとられてき
た。近年PET樹脂が広く使用されるようになり、これ
らの飲料に対しても85℃又はそれ以上の温度で充填さ
れてきたが、PET樹脂は本来このような高温に耐えら
れないので、容器自身の重量を増やし、更に熱固定処理
によって球晶結晶化させて耐熱性を向上させなければな
らなかった。 そのため成形プロセスの時間が常温で充
填する容器に比べ2倍以上もかかり、重量が増えること
と歩留まりが低下することとあいまって、容器の価格が
1.5〜2倍も高価とならざるを得なかった。更に高温
に耐えられるPET容器を成形製造する技術そのものが
極めて難しく、限られた技術と経験のある製造者しか成
形出来ないと言う難点があった。またこの方法とは別
に、充填物の温度を常温まで下げ、耐熱化処理を行なわ
ないPET容器を用いて、完全無菌状態で充填施栓する
所謂るアセプティック充填が、これらの飲料を充填する
今一つの方法として実用化され始めているが、設備費が
通常の5〜8倍と極めて高価で、且つ菌に対する高度な
管理技術が無ければ取り扱うことが出来ず、よりいっそ
う導入が困難であった。容器代は安くなるものの、僅か
な不注意が商品に対して致命的な損害を与える恐れが常
につきまとい、普遍化されるに至っていない。以上の通
り、先に述べた高温で充填する方法が最も安心出来るも
のとして一般的に広く使われてきたが、問題は容器の価
格が極めて高価であることであった。また充填後の僅か
数分間の殺菌のためにだけ、このような高価な容器を使
用しなければならない不合理さがあった。
理さを無くすため、廉価な非耐熱PET容器であっても
著しい収縮や熱変形を起こさせないで高温の液体を充填
し、その保有熱によって容器と栓を殺菌できる方法を研
究した。
いか、または耐熱性の低い熱可塑性樹脂容器に、高温の
液体を充填する際に、該容器の外側を冷却しつずけれ
ば、該容器の収縮や熱変形を著しく抑制できることを発
見した。更にこの方法によって、充填温度を通常の85
℃より更に高くしても変形を抑えられることも判明し
た。
樹脂容器、例えば結晶化度の低いPET容器に85℃以
上の高温の液体を充填する前に、該容器をそれより寸法
の大きい収納容器内に入れて、該容器の口部のみを収納
容器の上蓋の上に突出させ、該容器と収納容器との隙間
に冷却水を介在させることによって、該容器の壁面の外
層部分を冷却し続ける。これによって該容器の内層部分
が高温に晒されても、外層部分が冷却されているので、
該容器は全体として著しく収縮したり変形したりするこ
とはない。また収納容器内の冷却水の水圧は、該容器を
外側から圧迫しているので、充填時該容器の内部に作用
して容器を変形させようとする充填液の水頭圧を打ち消
す働きを為し、該容器の変形を抑制する効果がある。
図2はその全体断面図である。容器1が充填施栓機の充
填部2に供給されると昇降台6によって充填弁3の下部
に装着され、その上部に付設された充填タンク4から、
高温の例えば85℃の液体充填物が容器内部に注入され
る。次いで施栓部5に送られ施栓される。図2で明らか
なように容器の表面は外気に接しているだけなので、容
器自体の温度は充填液とほぼ同等となり非耐熱または耐
熱性の低い熱可塑性樹脂容器、例えば結晶化度の低いP
ET容器であれば数秒のうちに収縮し熱変形してしま
う。これを防ぐため、重量を増やし球晶結晶化させた高
価な耐熱容器を使わなければならなかった。本発明によ
る方法は、非耐熱または耐熱性の低い熱可塑性樹脂容
器、例えば結晶化度の低いPET容器を、予めそれより
寸法の大きい収納容器の中に入れ、該容器と収納容器と
の隙間に冷却水を注入出来るようにするものである。図
3は本発明の方法により、該容器1が収納容器7に収納
されている状態の一例を示す断面図である。図4はその
平面図である。収納容器7には該容器1の首部支持環8
を把持する左右に開閉可能な一対の上蓋9と冷却水を供
給または排出する開閉可能な開口部10及び冷却水を溢
出させる溢水口11を設けている。左右に開閉する一対
の上蓋9はピン12を支点として外力によって開放で
き、該容器を収納したのち、スプリング13によって自
動的に閉じ、首部支持環8を把持するよう構成されてい
る。次いで該容器1と収納容器7との隙間に開口部10
を経て冷却水14を注入する。図5は他の実施例を示す
断面図である。左右に開閉する上蓋9は上下にも僅か摺
動出来る様になっており、蓋閉め後、上蓋を下方にさげ
ると蓋の下部に設けられた凸部17が収納容器の上部開
端の内壁18にきっちりはまり込むように構成されてい
る。こうすれば該容器1の首部支持環8をより強固に把
持することが出来る。図6は本発明の方法により充填施
栓機を用いて実際に充填施栓している例を示す断面図で
ある。非耐熱または耐熱性の低い熱可塑性樹脂容器、例
えば結晶化度の低いPET容器1は予め収納容器7の中
に収納され、上部の開閉可能な上蓋9が閉じられて、該
容器1と収納容器7との隙間を冷却水14で満たされた
状態で充填部2に供給される。これらが充填弁3の下部
に装着されるとその上部に付設された充填タンク4から
高温の、例えば95℃の液体充填物15が該容器1のな
かに注入される。該容器1の内表面は極めて高温の液体
充填物に晒されるのでその保有熱によって高温となり殺
菌されるが、容器の外側は冷却水で覆われているので、
このような高温の液体充填物を充填しても著しく収縮し
たり変形したりすることはない。充填が完了した該容器
1及び収納容器7はそのまま次の施栓部5に送られ施栓
される。図7は本発明の方法による一連の充填プロセス
を示す工程図である。工程Aに於て該容器1が口部を口
部把持具16によって把持されると、その直下に上蓋9
の開いた収納容器7が供給される。工程Bでは収納容器
7が上昇して該容器1をその中に収納し上蓋9が閉じら
れる。工程Cでは収納容器下部の開口部10から冷却水
が注入され、該容器1と収納容器7との隙間が完全に冷
却水14で満たされ、余剰の冷却水は上部の溢出口11
から溢出する。以上の工程は該容器を収納容器に収納
し、その間を冷却水で満たす独立した装置によって連続
的に行なわれるが、箱詰機のように間欠的に行なっても
よく、また充填機に組み込んで一体型としてもよい。工
程Dは充填が行なわれている状態を示している。高温の
液体充填物15が収納容器7に納められた該容器1に充
填されると、その保有する熱量によって該容器の内面は
殺菌される。一方該容器の外面は冷却水14に接してい
るため外側部分の温度は内面ほど上昇しない。PET樹
脂のガラス転位点、即ち軟化始める温度はおよそ70〜
73℃位であり、この温度より低ければ低いほど収縮や
変形を起こしにくい。即ち、該容器の内面は収縮や変形
しようとしているのに対して、その外面は収縮又は変形
しようとしないため、全体としての収縮や変形は極めて
少なくなる。また収納容器7内に注入された冷却水14
の水圧は該容器1を外側から圧迫する外圧となって作用
している。充填時、充填機の充填タンク4に貯められた
充填液の水頭圧が、充填液の温度によって軟化した該容
器6を変形させようとするが、冷却水の外圧はこれを打
ち消す作用をなしている。したがって該容器の熱変形を
いっそう抑制する効果がある。工程Eは充填された該容
器1が施栓機5に於て施栓されている状態を示してい
る。該容器1は収納容器7に収納されたまま施栓され
る。栓をネジ締めする際、収納容器7内の該容器1が勝
手に回転しないよう、上蓋9を外部から挟み込む操作が
必要により行なわれる。施栓後、容器口内部と栓の殺菌
効果をより高めるため、収納容器7ごと該容器1を若干
傾け、高温の液体充填物を直接栓の裏側や容器口内部に
触れさせるようにすることも可能である。この場合収納
容器の溢出口を、容器を傾ける方向と反対側に設けてお
くか、又は開閉可能にしてこれを閉じておくと冷却水の
流出を防ぐことが出来る。工程Fは充填施栓後の該容器
の冷却工程を示している。従来の方法では、充填施栓
後、該容器内の充填液の温度をさげるため、該容器を冷
却水を散布している冷瓶装置内に入れ、その出口に於て
充填液の平均温度をおよそ38〜40℃にする操作がお
こなわれていた。然るに本発明による方法によれば充填
施栓後も該容器1は冷却水の入った収納容器7に装着さ
れたままなので、冷却水を開口部10を通じて何度か入
れ替えるだけで、冷瓶装置と同等の効果を得ることが出
来る。以上のごとく本発明の方法によれば経済的に製品
を冷却できる効果も得られる。工程Gは収納容器7内の
冷却水を排水した状態を示す。工程Hは所定の温度まで
冷却された製品を、収納容器7から取り出す工程を示し
ている。この操作を行なう装置は工程Aと全く反対の動
作を行なえばよい。収納容器7は再び最初の工程Aに戻
り循環使用される。表1は冷却水温度がそれぞれ19
℃、30℃の場合、95℃の高温水を非耐熱PET容器
に充填した際の、該容器の収縮、変形を計測した結果で
ある。この表から明らかなように、本発明の方法によれ
ば、冷却水を19℃にしたとき、非耐熱PET容器に9
5℃の高温水を充填しても殆ど収縮又は変形していない
ことがわかる。
ため、充填後の該容器内の充填液の温度は、従来の方法
に比べ時間の経過と共により早く低下する。表2は冷却
水温度が19℃と30℃の場合、95℃の高温水を充填
した後の充填水の温度変化を計測した結果である。この
表から、冷却水温度を19℃にした場合、充填完了後3
0秒経過した時点でも尚85℃を維持していることが判
る。このことから施栓直後、例えば約10秒後該容器を
斜めに傾けて充填液を栓の内面に接触させれば栓と該容
器口部の内面を殺菌する効果を一層高めることが出来
る。温度と時間に関する等価殺菌効果は85℃を1とす
ると95℃では約27倍である。果汁や茶飲料の一般的
な殺菌条件を85℃で3分間とすれば、95℃であれば
約7秒間に等しいことになり、より殺菌効果が高いこと
を示している。栓を蒸気や殺菌剤で施栓前に別に殺菌す
ればより効果が上がることは言うまでもない。
とは、かびや有害な菌から製品を守る上で最も確実で安
心できる方法であるが、そのために耐熱化処理を施した
高価な耐熱PET容器を使用なければならなかった。し
かし本発明の方法と装置によって廉価な非耐熱PET容
器を用いることが出来るので極めて経済効果が高い。
図である。
充填される容器の外面を冷却するため、当該容器をそれ
より大きな収納容器内に収納させた状態を示す断面図で
ある。
断面図である。
に充填している例を示す正面図及び部分断面図である。
す部分断面図である。
ンク 5 施栓部 6 昇降台 7 収納容器 8 首
部支持環 9 上蓋 10 開口部 11 溢出口 12
ピン 13 スプリング 14 冷却水 15 液体充填
物 16 口部把持具 17 凸部 18 内壁
Claims (4)
- 【請求項1】 PET(ポリエチレンテレフタレート)
容器など比較的耐熱性の低い熱可塑性樹脂容器に果汁や
茶飲料を殺菌等を目的として高温で充填する際に、容器
の首部支持環以下全体を該容器より大きな寸法の収納容
器内に装着し、該容器と収納容器との空間を予め冷却水
で満たした後、該容器内に高温の液体を充填し施栓する
ことにより、 1.該容器の外表面を冷却して硬化させることによっ
て、充填中又はその後においても該容器に著しい収縮や
熱変形を起こさせず、 2.該容器の外部に与えられる水圧によって、充填時の
液体の水頭圧に起因する該容器の変形を防止することを
特徴とする充填方法及び装置。 - 【請求項2】 上記収納容器は該容器を装着又は離脱さ
せる際、上蓋部が開閉することを特徴とする充填方法及
び装置。 - 【請求項3】 上記収納容器は下部に冷却水を供給及び
排出させるための開閉可能な開口部を設け、常時は閉止
しており必要に応じて給排水し、上部には冷却水を溢出
させることが出来る開口部を設けて余剰の冷却水を溢れ
出させることを特徴とする充填方法及び装置。 - 【請求項4】 該容器に高温の液体を充填し施栓した後
も収納容器内の冷却水を必要に応じて順次入れ替えるこ
とにより所定の温度まで冷却することが出来ることをを
特徴とする充填方法及び装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35947496A JPH10167202A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 熱可塑性樹脂容器に高温で液体を充填する方法 及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35947496A JPH10167202A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 熱可塑性樹脂容器に高温で液体を充填する方法 及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167202A true JPH10167202A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18464686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35947496A Pending JPH10167202A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 熱可塑性樹脂容器に高温で液体を充填する方法 及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10167202A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8181429B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-05-22 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Method of producing contents filed in a container |
| CN112973822A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 陇东学院 | 一种蛋白质分离纯化装置与纯化方法 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP35947496A patent/JPH10167202A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8181429B2 (en) | 2005-12-21 | 2012-05-22 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Method of producing contents filed in a container |
| CN112973822A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-06-18 | 陇东学院 | 一种蛋白质分离纯化装置与纯化方法 |
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