JP2021011304A - ガス含有食品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波溶着しつつも、ガスが溶解した食品が得られる製造方法を提供する。【解決手段】外部容器１３内に、ガス透過性の内部容器１４を収容した容器本体１６と、容器本体１６と同一素材で構成され、容器本体１６の開口を閉じる、バルブを有しない蓋体１５と、ガスの溶解量が０．０５以下である食品Ｃと、食品溶解用のガスＰとを備え、内部容器１４又は外部容器１３と内部容器１４との間のいずれか一方に食品Ｃを充填し、他方にガスＰを充填した後、蓋体１５を容器本体１６に超音波溶着して外部容器１３と内部容器１４とを密閉し、前記ガスＰを透過させて前記食品Ｃに含有させる。【選択図】図５

Description

本発明は、ガス含有食品の製造方法に関し、特に超音波溶着により封をする場合のガス含有食品の製造方法に関する。

外ボトル内に内ボトルを収容した容器の開口を塞ぐにあたり、蓋体を容器に超音波溶着することは、例えば特許文献１に記載されているように従来から行われている。

特開２０１９−００６４５７号公報

近年、環境負荷を減らすために、リサイクルしやすい包装容器が求められている。その１つの方法として包装容器を単一素材にすることが考えられるが、特許文献１の吐出容器はバルブを備えているため、シール材を省略することができない。そこで、開封可能な蓋体を同じ材質の容器本体に溶着して密封し、バルブ付きの吐出部材を取り付けることが考えられるが、低温状態にしてガスを飽和溶解させた食品（炭酸飲料等）を容器内に充填した状態で蓋体を超音波溶着しようとすると、超音波振動によって食品内に溶解していたガスが急激に気化して発泡し抜けてしまう。そのため、発泡した食品により溶着部分が冷やされて容器に蓋体を溶着させることが困難となる。また、仮に溶着できたとしても食品中のガス含有量が少なくなってしまうといった問題がある。

そこで本発明は、超音波溶着しつつも、ガスが溶解した食品が得られる製造方法の提供を目的とする。

本発明のガス含有食品の製造方法は、外部容器１３内に、ガス透過性の内部容器１４を収容した容器本体１６と、前記容器本体１６と同一素材で構成され、容器本体１６の開口を閉じる、バルブを有しない蓋体１５と、ガスの溶解量が０．０５以下である食品Ｃと、食品溶解用のガスＰとを備え、前記内部容器１４又は前記外部容器１３と前記内部容器１４との間のいずれか一方に前記食品Ｃを充填し、他方に前記ガスＰを充填した後、前記蓋体１５を前記容器本体１６に超音波溶着して前記外部容器１３と前記内部容器１４とを密閉し、前記ガスＰを透過させて前記食品Ｃに含有させることを特徴としている。

上記製造方法において、前記内部容器１４に前記食品Ｃを充填し、前記外部容器１３と前記内部容器１４との間に前記ガスＰを充填することが好ましい。また、前記内部容器１４に前記食品Ｃを充填した後、前記内部容器１４内の気体と前記ガスＰとを入れ替えることが好ましい。また、前記ガスＰが２５℃での水への溶解度が０．０５以上の圧縮ガスであることが好ましい。

本発明のガス含有食品の製造方法は、ガスの溶解量が０．０５以下である食品を充填するため、蓋体を容器本体に超音波溶着するときに食品からガスが気化することがほとんどなく、確実に溶着することができる。また、ガスは内部容器を透過して食品に溶解するため、ガスが溶解した食品が得られる。容器本体と蓋体が同一素材で構成されているため、食品を吐出した後はリサイクルしやすい。

内部容器に食品を充填し、外部容器と内部容器との間にガスを充填する場合、内部容器内の食品に外部からの熱が伝わりにくく、予め冷却した食品を内部容器内に充填すると、外部容器と内部容器との間のガスが速く溶解しやすい。内部容器内の気体とガスとを入れ替えれば、食品にガスを溶解させやすくなる。外部容器と内部容器との間に充填されるガスが２５℃での水への溶解度が０．０５以上の圧縮ガスであれば、食品へのガスの溶解量が多く、摂食時に溶解したガスの効果が得られやすい。また、原液を充填した直後に内部容器内に空間（ヘッドスペース）があっても、ガスが内部容器を透過して原液に多く溶解し、内部容器が収縮してヘッドスペースをなくすことができる。そのため蓋体を開封した時の原液の飛び散りを防止することができる。また、ガスの溶解により圧力が大きく低下するため、容器本体を薄くすることができる。

図１Ａは本発明の製造方法で得られたガス含有食品を用いた吐出装置の一実施形態を示す断面図、図１Ｂは加圧容器の組み立て前の断面図である。 図２Ａは本発明に関わる蓋体の溶着工程の一実施形態を示す要部断面図、図２Ｂは溶着後の断面図である。 図３は図１Ａの吐出部材の拡大断面図である。 本発明の製造方法に用いる加圧剤充填装置の一部断面正面図である。 本発明のガス含有食品の製造方法の一実施形態を示す概略工程図である。

図１Ａに示す吐出装置１０は、加圧容器（二重加圧容器）１１と、その加圧容器１１に装着される吐出部材１２と、加圧容器１１に充填された原液（食品）Ｃおよび加圧剤（食品溶解用のガス）Ｐとからなる。加圧容器１１に原液Ｃと加圧剤Ｐを充填したものがガス含有食品１１ａである。ガス含有食品１１ａと吐出部材１２は組み立て前のセット品として、あるいは吐出部材１２をガス含有食品１１ａの上端にいくらかねじ込んだ、しかも未開封の半結合状態で販売される。ガス含有食品１１ａは吐出部材１２と共に販売されるほか、交換用として単独でも販売される。その場合は、吐出部材１２は繰り返し使用するので、省資源に資する。吐出部材１２も単独で販売されることがある。

図１Ｂに示す加圧容器１１は、外部容器１３と、その内部に収容されている可撓性を有する内部容器１４と、外部容器１３と内部容器１４を封止するための蓋体（封盤）１５とからなる。バルブやポンプは備えていない。また、外部容器１３と、内部容器１４と、蓋体１５は同一素材からなる。従って、加圧容器１１は単一素材からなる。外部容器１３と内部容器１４を組み合わせたものは容器本体１６である。内部容器１４の内部は原液Ｃを充填する原液収容室Ｓｃであり、外部容器１３と内部容器１４の隙間の空間は加圧剤Ｐを充填する加圧剤収容室Ｓｐである（図１Ａ参照）。それらは蓋体１５によって封止されるが、図１Ｂの状態では原液Ｃも加圧剤Ｐも充填されておらず、蓋体１５も溶着されていない。この実施形態では、内部容器１４で原液Ｃと加圧剤Ｐを分離して収容し、吐出部材１２を装着することにより原液Ｃを吐出させることができるようにしている。

図１Ｂは蓋体１５を容器本体１６に被せる前の状態で示している。外部容器１３は底部１３ａと、円筒状の胴部１３ｂと、肩部１３ｃと、円筒状の首部１３ｄとからなる。首部１３ｄの外周には雄ねじ１３ｅが形成されている。首部１３ｄは上端で開口しており、首部１３ｄの上端面１３ｆは蓋体１５を安定して支持し、溶着できるように略平坦にしている。

内部容器１４も外部容器１３と同様に、底部１４ａ、胴部１４ｂ、肩部１４ｃおよび首部１４ｄからなる。首部１４ｄの上端近辺が口部である。内部容器１４の首部１４ｄの外面は外部容器１３の首部１３ｄの内面との間にわずかな隙間を有するように嵌合されている。内部容器１４の底部１４ａは外部容器１３の底部１３ａと当接しており、加圧剤Ｐを充填するときや蓋体１５を固着するときなど、内部容器１４が下がらないように支持される。

図２Ａは容器本体１６に蓋体１５を被せた状態である。蓋体１５の天面１７ｃには超音波溶着用のホーンＨが当接されている。蓋体１５の溶着はまだ行われていない。このとき原液収容室Ｓｃに原液Ｃは充填されているが、加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐは充填されていない。外部容器１３の首部１３ｄの上端面１３ｆには、超音波溶着のときに蓋体１５との当接圧を高くして溶解しやすくし、蓋体１５と一体にするための溶着部（図２ＢのＹ２）をつくる環状突起１３ｇが形成されている。環状突起１３ｇは断面略三角形で、とくに二等辺三角形ないし正三角形である。

この実施形態では環状突起１３ｇは首部１３ｄの厚みの範囲の略中央に設けている。蓋体１５側に環状突起を設け、首部１３ｄの上端面１３ｆは平坦とすることもできる。上端面１３ｆの内部側には傾斜部１３ｈが複数個設けられており、超音波溶着のときに溶けた樹脂が冷やされてできた樹脂片（溶着くず）がはみ出ないように収容するための空間としている。

図２Ａに示すように、内部容器１４の首部１４ｄの上部は外部容器１３の上端面１３ｆより突出しており、その突出している部位に外部容器１３の上端面１３ｆと係合するフランジ１４ｆが形成されている。フランジ１４ｆの厚さ（半径方向の寸法）は、外部容器１３の首部１３ｄの厚さの１／３〜１／２程度である。そのため、フランジ１４ｆを外部容器１３の首部１３ｄの上端面１３ｆに係止させたとき、外部容器１３の首部１３ｄの上端面１３ｆは外側の部分が覆われずに残る。前記外部容器１３の上端の環状突起１３ｇは、その外側の部分に設けられている。内部容器１４の首部１４ｄの上端面１４ｅにも、超音波溶着のときに蓋体１５との当接圧を高くして蓋体１５との溶着部（図２ＢのＹ１）をつくるための環状突起１４ｇが形成されている。この実施形態ではこの環状突起１４ｇも断面略三角形、とくに二等辺三角形ないし正三角形としている。

内部容器１４のフランジ１４ｆの下面には、半径方向に延びる加圧剤充填用の横溝１４ｈが等間隔で４カ所に形成されている。さらに内部容器１４の首部１４ｄの外周面には、その横溝１４ｈと連通する縦溝１４ｉが形成されている。縦溝１４ｉは横溝１４ｈから肩部１４ｃの上端まで延びており、それにより加圧剤Ｐを加圧剤収容室Ｓｐ内に充填しやすい。

外部容器１３および内部容器１４はいずれも合成樹脂製、とくにポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂製である。これらは、たとえば外部容器用のプリフォームの中に内部容器用のプリフォームを入れ、首部１３ｄ、１４ｄの下端より下側を同時にブロー成形することにより製造することができる。とくに所定形状のプリフォームをインジェクション成形し、ついでブロー成形するインジェクション・ブロー成形法が好ましい。
内部容器１４はブロー成形により胴部１４ｂの肉厚を０．０５〜０．３ｍｍと薄くすることで加圧剤Ｐが透過しやすくなる。一方、外部容器１３はブロー成形により胴部１３ｂの肉厚を０．３５ｍｍ以上と厚くすることで充填直後の圧力（加圧剤Ｐが原液Ｃに溶解する前の状態）でも大きく変形しない強度が得られる。このように外部容器１３の胴部１３ｂの肉厚を、内部容器１４の胴部１４ｂの肉厚よりも厚くすることが好ましい。

前記蓋体１５は、内部容器１４の首部１４ｄ内に挿入される有底筒状の封止部１５ａと、その上端に連続する環状のフランジ１５ｂとからなる。封止部１５ａの上部は内部容器１４の首部１４ｄの内面と隙間をもって嵌合する内筒部１５ａ１であり、下部は吐出部材１２のバルブ２１を着脱自在に収容し、シール材（図１の符号２８）を介して嵌合するバルブ収容部（嵌合筒部）１５ａ２である。バルブ収容部１５ａ２は内筒部１５ａ１より小径である。

蓋体１５のフランジ１５ｂは、封止部１５ａの上端から半径方向外向きに拡がる平板部１７と、その平板部１７の外縁から下向きに延びる外筒部１７ａとからなる。平板部１７の下面１７ｂは内部容器１４の首部１４ｄの上端面１４ｅ、とくに環状突起１４ｇと当接して溶着部（図２Ｂの符号Ｙ１）を形成しシールする部位で、外筒部１７ａの下面１７ａ１は外部容器１３の首部１３ｄの上端面１３ｆ、とくに環状突起１３ｇと当接して溶着部（図２Ｂの符号Ｙ２）を形成しシールする部位である。内部容器１４の溶着部Ｙ１は、原液収容室Ｓｃと加圧剤収容室Ｓｐの間をシールする。外部容器１３の溶着部Ｙ２は、加圧剤収容部Ｓｐと外部の間をシールする。平板部１７の天面１７ｃ（フランジ１５ｂの天面）は超音波溶着機の超音波振動を発振するホーンＨとの当接面である。ホーンＨは円柱状で、下面Ｈ１は平坦である。この下面Ｈ１の直径Ｄは、環状突起１３ｇの直径と等しい。

蓋体１５の超音波溶着は、内部容器１４内の原液収容室Ｓｃに原液Ｃを充填し、容器本体１６の開口に蓋体１５を被せた後、溶着用のホーンＨを組み込んだ加圧剤充填装置（図４の符号３０参照）によって行うことができる。超音波溶着は、図２Ａの外部容器１３と内部容器１４の間の加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐをアンダーカップ充填した後に行う。

溶着した後は、図２Ｂに示すように、外筒部１７ａの下面１７ａ１が外部容器１３の上端面１３ｆと溶着され、平板部１７の下面１７ｂが内部容器１４の上端面１４ｅと溶着され、加圧剤Ｐが内部容器１４を透過し、原液Ｃに加圧剤Ｐが溶け込むことによりガス含有食品１１ａとなる。原液Ｃに加圧剤Ｐを必要量溶け込ませるには、例えば５℃の雰囲気中において（冷蔵庫、倉庫、輸送コンテナなど）、３時間以上保存（冷蔵）しておけばよい。ただ、必ずしも冷蔵する必要はない。そして前述のように、溶融した樹脂が両者の隙間から外部にはみ出すことがない。また、２つの溶着部Ｙ１、Ｙ２は連続的に充分に溶着形成されるので、長期間にわたり加圧剤Ｐが加圧剤収容室Ｓｐから漏れ出すことがなく、また原液Ｃが原液収容室Ｓｃから漏れ出すことがない。溶着時に内側へはみ出した樹脂は、傾斜部（傾斜溝）１３ｈに蓄えられ、加圧剤収容室Ｓｐに流れ込むことはない。

なお、前記封止部１５ａの底部、すなわちバルブ収容部１５ａ２の底部１５ｃには、周囲に比して厚肉にされた受圧部１５ｄ１を備えた被開封部１５ｄが設けられている。被開封部１５ｄの周囲は、一部（連続部）１５ｅを除き、環状溝などの弱め線１５ｆで囲まれている。前記受圧部１５ｄ１は被開封部１５ｄの上面全体に設けられ、弱め線１５ｆは受圧部１５ｄ１の周囲を囲むように、底部１５ｃの上面に形成されている。弱め線１５ｆはたとえばＶ溝からなる。被開封部１５ｄの連続部１５ｅには、補強部（補強リブ）１５ｇが半径方向外向きに延びるように設けられている。

蓋体１５の材料は外部容器１３や内部容器１４との熱接合性が高い熱可塑性樹脂が用いられ、外部容器１３や内部容器１４と同じ材料を用いる。図２Ｂに示すように、蓋体１５で原液収容室Ｓｃと加圧剤収容室Ｓｐを封止すると共に、内部容器１４および外部容器１３の両方に固着することにより、内容物（原液Ｃ、加圧剤Ｐ）を長期間安全に、漏れないように保管しておくことができる。原液を吐出した後の加圧容器は単一素材であるためリサイクルしやすい。

内部容器１４内の気体（特に後述するヘッドスペースＨｓの気体）Ｇを別の気体に置換する場合、この置換気体Ｒとしては原液Ｃと以下の関係が成り立つものを選択する。２５℃、１気圧における原液１ｍｌに対する溶解度が空気よりも高いもの、たとえば、溶解性圧縮ガス（炭酸ガス、亜酸化窒素）または溶解性圧縮ガスと低溶解性ガス（圧縮空気、酸素、窒素、水素）の混合ガスがあげられ、０．０２ｍｌ以上となるもの、特に０．０５ｍｌ以上となるものが好ましい。溶解度が高ければ、内部容器１４内の気体Ｇである置換気体Ｒが速く原液Ｃに溶解して気相部がなくなりやすく、ガス含有食品１１ａの圧力を短時間で安定させることができる。

原液Ｃとしては、清涼飲料、アルコール飲料、デザート、調味料、栄養補助食品、ホィップクリームなどの液状、ゼリー状、ゲル状の食品などがあげられる。但し、これらの用途に限られるわけではない。原液Ｃに予め空気やガスが溶解されていてもよい。ただしガスの溶解量は０．０５以下とする。ガスの溶解量が０．０５を超えると、超音波溶着の際、ガスが大量に抜け出て超音波溶着に支障をきたす。なお、ガスの溶解量とは、原液１ｍｌあたりに溶解しているガスの体積（ｍｌ）である。

原液Ｃは被開封部１５ｄの内面側と接触させるのが好ましい。それにより蓋体１５と容器本体１６との溶着時に被開封部１５ｄが原液Ｃで冷やされ、被開封部１５ｄが熱で溶ける問題を解消できる。

加圧剤Ｐとしては炭酸ガス（０．７６）、亜酸化窒素（０．０５９）などの溶解性圧縮ガスや、溶解性圧縮ガスと低溶解性ガス（空気（０．０１７）、酸素（０．０２８）、窒素（０．０１４）、水素（０．０１８））の混合ガスであり、内部容器１４内の気体Ｇ、特に空気よりも溶解度が高いものを用いることが好ましい。なお、カッコ内は２５℃での水への溶解度を示す。具体的には、２５℃、１気圧における原液１ｍｌに対する溶解度が０．０２ｍｌ以上、好ましくは０．０５ｍｌ以上となるものを用いる。また、加圧剤Ｐは飽和溶解状態での圧力が０．２〜０．６ＭＰａ（２５℃、ゲージ圧）、好ましくは炭酸飲料と同程度の圧力０．３〜０．５ＭＰａ（２５℃、ゲージ圧）となるように充填する。

外部容器１３の容量は３０〜５００ｍｌであることが好ましい。内部容器（原液収容室Ｓｃ）１４の容量は２０〜３００ｍｌ程度が好ましい。加圧剤収容室Ｓｐの容量は１０〜２００ｍｌ程度が好ましい。

上記のように、加圧容器１１を用いたガス含有食品１１ａは部品数が少なく、バルブを備えていないので、安価に製造することができ、加圧容器１１を単一素材にすることができリサイクルしやすい。また、消費者が持ち運んだり、流通業者が配送したりするときに、万一、外部容器１３にひびが入っても、加圧剤Ｐが漏れるだけで内部容器１４内の原液Ｃは漏れないため、安全である。また、消費者が家庭の冷蔵庫で冷やしてから持ち運ぶ際には、外部容器１３と内部容器１４との間にある空間が保冷剤の役割をして外気温が食品Ｃに伝わりにくいため、長く冷えた状態で摂取することができる。

つぎに図３を参照して、図１Ａの吐出部材１２を説明する。前記吐出部材１２は、外部容器１３の首部１３ｄの雄ねじ１３ｅと螺合するキャップ（装着部）２０と、そのキャップ２０によって保持されるバルブ２１と、バルブ２１のステム２２に装着される操作ボタン（操作部、アクチュエータ）２３とからなる。キャップ２０は有底筒状で、内周面に雌ねじが形成されている。そして上底２０ａの下側に、バルブ２１のハウジング２４の上部を保持する筒状のバルブ保持部１８ａを備えたバルブホルダ１８が取り付けられている。

バルブ２１は、有底筒状のハウジング２４と、その内部に上下移動自在に収容される前述のステム２２と、そのステム２２を上向きに付勢するバネ２５と、ハウジング２４の上端とバルブホルダ１８のラバー押さえ１８ｂの間に介在されるステムラバー２６とからなる公知の基本構造を有する。さらにこの実施形態では、ハウジング２４の下端に下向きに突出する略円柱状の開封部２７が設けられている。開封部２７は蓋体１５の下部に設けられる被開封部１５ｄ（図２Ｂ参照）を破断して開封する部分である。ハウジング２４の下部外周にＯリングなどのシール部材２８が装着されている。

シール部材２８は、開封時および開封後に蓋体１５のバルブ収容部１５ａ２の内周面とハウジング２４の間をシールするものである。ハウジング２４の内部と内部容器１４内の原液収容室Ｓｃとを連通する通路は、ハウジング２４を上下に貫通する縦孔２４ａとしている。

開封部２７の底面２７ａの高さ方向の位置は、キャップ２０を外部容器１３の雄ねじに１〜２回程度螺合させたときに受圧部１５ｄ１（図２Ｂ参照）と当接する位置である。したがって出荷時および流通時にはキャップ２０を緩く螺合させて被開封部１５ｄを破断せず、シール状態のまま吐出部材１２と加圧容器１１とを仮結合させておくことができる。そのため、購入した消費者はキャップ２０を数回回してねじ込むだけで容易に開封することができる。

使用者が購入した吐出装置１０を使用する場合、まずキャップ２０を外部容器１３の雄ねじ１３ｅにねじ込む。それによりキャップ２０全体およびバルブ２１が下降し、開封部２７の底面２７ａが被開封部１５ｄを押し下げる。それにより被開封部１５ｄは弱め線１５ｆで破断され、バルブ収容部１５ａ２の底部１５ｃを突き破り、ハウジング２４内と原液収容室Ｓｃとを連通する。その後は操作ボタン２３を押し下げることにより、加圧剤Ｐの圧力によって原液Ｃを吐出することができる。

原液Ｃがなくなると、キャップ２０を逆に回してガス含有食品１１ａから吐出部材１２を外す。原液Ｃが空になった加圧容器１１は単一素材で構成されているためリサイクルしやすい。また、内部容器１３は薄肉であるため、原液Ｃがなくなったことで加圧剤Ｐが透過しやすくなり、加圧剤Ｐは開封された被開封部１５ｄから徐々に外部に放出される。さらに、吐出部材１２は原液Ｃと接触するバルブ２１や操作ボタン２３を交換することで衛生的に繰り返し使用することができる。

つぎに図４を参照して前述の加圧剤Ｐの充填と溶着に用いられる加圧剤充填装置の一例を説明する。図４の加圧剤充填装置３０は、ベース３１と、そのベース３１に設けられる昇降台３２と、その昇降台３２の上方に配置される筒状の充填具３３と、その充填具３３の上部開口を閉じ、充填具３３内に昇降自在に設けられる超音波溶着用のホーンＨとからなる。充填具３３はベース３１から立ち上がる２本の支柱３５によって高さ調節自在に支持されている。充填具３３の下端にはシール材３６が設けられ、外部容器１３の肩部１３ｃに気密に当接する。ホーンＨは流体シリンダまたはモータなどの駆動源を備えた昇降機構を介して超音波発振器に取り付けられている。昇降台３２についても昇降装置３７によって高さ調整自在に支持されている。

ホーンＨは、前述のように充填具３３内をシールしながら上下に摺動できるように中部Ｈｍが充填具３３の内径に合わせられている。また、ホーンＨは超音波発振器から振動エネルギーを下側に向けて増幅できるように、上部Ｈｕから中部Ｈｍにかけて縮径し、さらに中部Ｈｍから下部Ｈｂにかけて縮径している。従って、下端近辺３８が最も小径とされている。

図５に示すガス含有食品１１ａの製造方法は、原液充填工程Ｓ１と、内部容器１４内の気体Ｇを置換気体Ｒにする置換工程Ｓ２と、蓋体１５を装着して置換気体Ｒを閉じ込める蓋体装着工程Ｓ３と、加圧剤充填・蓋体溶着工程Ｓ４と、内部容器収縮工程Ｓ５を備える。ただし、置換工程Ｓ２は必ずしも行う必要はない。この製造方法では、始めに外部容器１３に内部容器１４を装着した容器本体１６を準備しておく。二重の容器本体１６は二重ブロー成形などによって製造することができる。そして内部容器１４内に、ガスを意図的に溶解させていない原液（ガス未溶解の食品）Ｃを充填する。原液Ｃは予め減圧して飽和溶解している空気を脱気して溶解量を減らしてもよい。また、原液Ｃは予め５℃以下に冷やしておくことが好ましい。この原液充填工程Ｓ１のとき、内部容器１４の上部に原液Ｃを充填しない空所（ヘッドスペース）Ｈｓを残しておく。

次の置換工程Ｓ２では、原液収容室Ｓｃへのガスの出入りが可能な状態で蓋体１５を保持し、内部容器１４の開口と蓋体１５との隙間から原液Ｃへの溶解度の高い置換気体Ｒを充填し、内部容器１４内のヘッドスペースＨｓの空気を外部に排出して、内部容器１４内の気体Ｇを置換気体Ｒにする（置換工程）。とくに、原液Ｃに溶解させたい気体に入れ変えることが好ましい。

ついで蓋体装着工程Ｓ３において蓋体１５を容器本体１６の開口に被せ、置換した気体をヘッドスペースＨｓ内に閉じ込める。密度（分子量）が空気よりも大きい気体を用いることでヘッドスペースＨｓ内に閉じ込めやすい。

蓋体装着工程Ｓ３についで、内部容器１４と外部容器１３との間の加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐを充填する加圧剤充填・蓋体１５を内部容器１４の開口および外部容器１３の開口に溶着固定する蓋体溶着工程Ｓ４を行う。この工程では蓋体１５と外部容器１３の隙間を通して加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐを充填する（アンダーカップ充填）。その後、蓋体１５を外部容器１３と内部容器１４に溶着して密封する。この工程では、たとえば図４の加圧剤充填装置３０などを使用することができ、図２Ａの溶着方法を採用することができる。それにより溶着くずが外部に出にくく、蓋体１５と外部容器１３の密着性が高くなり、漏れが少なく、外観に優れたガス含有食品１１ａを得ることができる。

なお、ヘッドスペースＨｓ内の空気よりも加圧剤Ｐのほうが原液Ｃへの溶解度が高い場合は、加圧剤Ｐが内部容器１４を透過して原液Ｃに溶解しやすいため、置換工程Ｓ２は不要である。

また、加圧剤Ｐを充填する際にヘッドスペースＨｓ内にも加圧剤Ｐを充填してもよい。すなわち、この工程でもヘッドスペースＨｓ内の空気と加圧剤Ｐとを入れ換えることができる（置換工程Ｓ４ａ）。この場合、置換気体Ｒは加圧剤Ｐであって、内部容器１４内の気体Ｇは加圧剤Ｐとなる。

なお、原液充填工程Ｓ１にて加温した原液Ｃを充填して内部容器１４を熱収縮させたり、原液充填工程Ｓ１の前に内部容器１４に熱風を吹き付けて熱収縮させてから原液Ｃを充填することもできる。また、内部容器１４内の空気をバキュームして内部容器１４を収縮させてもよく、外部容器１３と内部容器１４の間の加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤や圧縮空気を充填して内部容器１４を外部から加圧し収縮させてもよい。内部容器１４と外部容器１３を二重ブロー成形などによって製造したときは、内部容器１４と外部容器１３が密着しており、加圧剤収容室Ｓｐが小さく充填しにくい。このように加圧剤Ｐを充填する前に、内部容器１４を収縮させて加圧剤収容室Ｓｐを形成することにより、加圧剤Ｐを充填しやすくなる。また、後述する気体の溶解により内部容器１４が収縮しやすくなる。

蓋体溶着工程Ｓ４が完了すると、容器本体１６内の圧力が高くなるためヘッドスペースＨｓ内の気体Ｇは圧縮され、さらに原液Ｃに溶解していく。もしくは、加圧剤収容室Ｓｐの加圧剤Ｐが内部容器１４内に透過し原液Ｃに溶解することで、溶解しきれなかったヘッドスペースＨｓ内の空気（気体）Ｇが内部容器１４外に押し出され、気相部が小さくなる、もしくは消滅する。そのため、内部容器１４は徐々に収縮していくことになる。これが内部容器収縮工程Ｓ５である。この内部容器収縮工程Ｓ５は、冷蔵状態で行われることが好ましい。

このように、本発明のガス含有食品１１ａの製造方法によれば、内部容器１４内の気体Ｇを原液Ｃに溶解させる、もしくは内部容器１４外へ押し出すことができるため、内部容器１４内での気相部の形成を抑制することができる。とくに、蓋体１５を超音波溶着する場合、溶着部付近に原液Ｃがあると、原液Ｃが超音波振動により霧化して溶着部の溶解を阻害し、溶着が不十分になることがある。そのため、内部容器１４内に気相部を設け、溶着部から原液Ｃの液面を離す必要があり、どうしても内部容器１４に気相部が生じてしまうが、内部容器収縮工程Ｓ５を備えることで、気相部を小さく、もしくは消滅させることができ、原液Ｃの安定した吐出を実現できる。

また、加圧剤Ｐとして炭酸ガスを用いれば、原液Ｃに炭酸ガスを溶解させることができ、炭酸ガスを含有した食品（炭酸水、炭酸飲料等）を製造することができる。

（実施例１）
外部容器、内部容器共にポリエチレンテレフタレート製の加圧容器１１（外部容器の満注量２５０ｍｌ）を用い、内部容器内に原液Ｃとして、２５℃に調整し、空気が飽和溶解している水（溶解量０．０１７）を１５０ｇ充填した。次いで容器本体にポリエチレンテレフタレート製の蓋体を被せた。さらに、外部容器と蓋体の間から加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐとして炭酸ガス（水への溶解度：０．７６（２５℃，１ａｔｍ））を充填し、蓋体を容器本体に超音波溶着により固定した。内部容器内のヘッドスペースＨｓの気体Ｇは空気である。製造直後の圧力は０．５５ＭＰａであった。その後、５℃の冷蔵庫にて保管したところ、６時間後には内部容器が収縮して気相部はほとんど消滅し、圧力は０．４ＭＰａに低下した。そのため、実施例１では置換工程Ｓ２、Ｓ４ａは不要である。出来上がったガス含有食品１１ａを、吐出部材１２を用いて開封して原液Ｃを吐出させると、ペットボトルに充填されている市販の炭酸飲料と同程度の刺激が得られ、原液Ｃに十分な量の加圧剤Ｐが溶解していることが分かった。また、原液Ｃをほとんど全量吐出した後で吐出部材を外し、室温で３日間静置したところ、加圧剤収容室Ｓｐ内の加圧剤が内部容器を透過し、さらに被開封部を通じて外部に放出され、容器本体を握ると容易に変形させることができた。

（比較例１）
外部容器、内部容器共にポリエチレンテレフタレート製の加圧容器１１（外部容器の満注量２５０ｍｌ）を用い、内部容器内に原液Ｃとして、２５℃に調整し、炭酸ガスが飽和溶解している炭酸水（溶解量０．７６）を１５０ｇ充填した。次いで容器本体にポリエチレンテレフタレート製の蓋体を被せた。さらに、外部容器と蓋体の間から加圧剤収容室Ｓｐに加圧剤Ｐとして炭酸ガスを充填し、蓋体を容器本体に超音波溶着したところ、炭酸水があふれ出し、溶着できなかった。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内で種々の変形を行うことができる。たとえば、大気中ではなく、炭酸ガス等の原液Ｃに溶解させたい雰囲気中でガス含有食品１１ａを製造してもよい。この場合、置換工程Ｓ２、Ｓ４ａは不要である。また、内部容器１４に加圧剤Ｐを充填し、外部容器１３と内部容器１４との間に原液Ｃを充填してもよい。この場合であっても、内部容器１４を透過した加圧剤Ｐが原液Ｃに溶解するため、ガス含有食品が得られる。また、吐出部材１２によって蓋体１５を開封する以外にも、被開封部１５ｄと連続するつまみ部を設け、プルトップのように、つまみ部を摘まんで引っ張るなどして被開封部１５ｄをちぎり取るようにしてもよい。

１０ 吐出装置
１１ 加圧容器
１１ａ ガス含有食品
１２ 吐出部材
Ｃ 原液
Ｐ 加圧剤
１３ 外部容器
１３ａ 底部
１３ｂ 胴部
１３ｃ 肩部
１３ｄ 首部
１３ｅ 雄ねじ
１３ｆ 首部の上端面
１３ｇ 環状突起
１３ｈ 傾斜部
１４ 内部容器
Ｓｃ 原液収容室
Ｓｐ 加圧剤収容室
１４ａ 底部
１４ｂ 胴部
１４ｃ 肩部
１４ｄ 首部
１４ｅ 上端面
１４ｆ フランジ
１４ｇ 環状突起
１４ｈ 横溝
１４ｉ 縦溝
１５ 蓋体
１５ａ 封止部
１５ａ１ 内筒部
１５ａ２ バルブ収容部（嵌合筒部）
１５ｂ フランジ
１５ｃ 底部
１５ｄ 被開封部
１５ｄ１ 受圧部
１５ｅ 連続部
１５ｆ 弱め線
１５ｇ 補強部（補強リブ）
１６ 容器本体
１７ 平板部
１７ａ 外筒部
１７ａ１ 外筒部の下面
１７ｂ 平板部の下面
１７ｃ 平板部の天面
１８ バルブホルダ
１８ａ バルブ保持部
１８ｂ ラバー押さえ
２０ キャップ（装着部）
２０ａ 上底
２１ バルブ
２２ ステム
２３ 操作ボタン
２４ ハウジング
２５ バネ
２６ ステムラバー
２７ 開封部
２７ａ （開封部の）底面
２７ｂ 深穴
２７ｃ 横孔
２８ シール部材
Ｈ ホーン
Ｈ１ ホーンの下面
３０ 加圧剤充填装置
３１ ベース
３２ 昇降台
３３ 充填具
３５ 支柱
３６ シール材
３７ 昇降装置
３８ ホーンの下端近辺
Ｈｕ ホーンの上部
Ｈｍ ホーンの中部
Ｈｂ ホーンの下部
Ｓ１ 原液充填工程
Ｓ２ 置換工程
Ｓ３ 蓋体装着工程
Ｓ４ 加圧剤充填・蓋体溶着工程
Ｓ４ａ 置換工程
Ｓ５ 内部容器収縮工程
Ｈｓ ヘッドスペース
Ｇ 内部容器内の気体
Ｒ 置換気体

Claims (4)

1. 外部容器内に、ガス透過性の内部容器を収容した容器本体と、
   前記容器本体と同一素材で構成され、容器本体の開口を閉じる、バルブを有しない蓋体と、
   ガスの溶解量が０．０５以下である食品と、
   食品溶解用のガスとを準備し、
   前記内部容器又は前記外部容器と前記内部容器との間のいずれか一方に前記食品を充填し、他方に前記ガスを充填した後、前記蓋体を前記容器本体に超音波溶着して前記外部容器と前記内部容器とを密閉し、前記ガスを透過させて前記食品に含有させる、ガス含有食品の製造方法。
2. 前記内部容器に前記食品を充填し、前記外部容器と前記内部容器との間に前記ガスを充填する、請求項１記載のガス含有食品の製造方法。
3. 前記内部容器に前記食品を充填した後、前記内部容器内の気体と前記ガスとを入れ替える、請求項２記載のガス含有食品の製造方法。
4. 前記ガスが、２５℃での水への溶解度が０．０５以上の圧縮ガスである、請求項１〜３のいずれか記載のガス含有食品の製造方法。
   
   
   

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