JP5017844B2

JP5017844B2 - 紙容器のレトルト殺菌方法

Info

Publication number: JP5017844B2
Application number: JP2005320326A
Authority: JP
Inventors: 克伸伊藤; 幸伸山口
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: JP2007126177A

Description

本発明は、紙容器のレトルト殺菌方法に関し、さらに詳しくは、短時間で効率よく殺菌することができ、殺菌後も外観の劣化が少ない、紙を含む積層体で作製される紙容器のレトルト殺菌方法に関するものである。

本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「％」などは特に断わらない限り質量基準であり、「／」印は一体的に積層されていることを示す。また、「ＰＥＴ」は「ポリエチレンテレフタレート」、「ＯＰＰ」は「２軸延伸ポリプロピレン」、「ＣＰＰ」は「無延伸ポリプロピレン」、及び「ＨＳ層」は「ヒートシール層」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。

（主なる用途）本発明の紙容器のレトルト殺菌方法で殺菌された紙容器の内容物としては、スープ、カレーなどの食品、ミネラウオーターなどの飲料、消毒薬などの医薬品、糊などの日用品などの液状、粘調状、固形物を含む液状物などで、殺菌時間の長さと殺菌後の外観の悪化を解消したものである。しかしながら、短時間で効率よく殺菌することができ、殺菌後も外観の劣化が少ない用途であれば、特に限定されるものではない。

（背景技術）内容物を主にプラスチック材料を主とする包装材料を用いて、包装した容器を、保存性を高めるために、レトルト殺菌処理が行われてきている。
また、包装材料として、ゲーベルトップタイプやブリックタイプなどの箱型紙容器なども、使用後の廃棄処理の際、焼却も容易であり、また、紙を分離、リサイクルすることも比較的容易であることから、用途も益々拡大している。レトルト殺菌処理では、例えば、１２０〜１３５℃の高温に加熱し、殺菌後に冷却してから取り出す、しかしながら、紙容器では断熱性の高い紙を主体とすることから、冷却に長時間を要し、また、加熱及び冷却には通常蒸気や水を用いるので、該水分が被覆材を透したり、容器の断面部分から吸湿して、剛度が低下したり、変形したり、シワが発生したり、凹凸になったり、外観が著しく劣化しまう欠点があった。
従って、紙容器のレトルト殺菌方法は、短時間で効率よく殺菌することができ、かつ、殺菌後も外観の劣化が少ないことが求められている。

（先行技術）従来、繊維を主体とした容器の殺菌方法としては、容器に関する臨界温度で加熱および（または）冷却される間、それぞれ容器の加熱および（または）冷却に使用される熱伝達媒体が交換されることを特徴とする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、加熱工程後、単に空冷するだけであり、レトルト釜の内部の蒸気を強制的に排出しないので、冷却に要する時間は未だに時間がかかるという欠点がある。
また、本出願人も、紙容器用積層体及び紙容器を開示している（例えば、特許文献２〜３参照。）。しかしながら、紙容器の材料に関するもので、レトルト殺菌方法については公知の従来方法であり、殺菌に係わる全時間が長く、また、殺菌後も外観が劣化するという問題点がある。本発明者らは、レトルト殺菌方法そのものも鋭意研究を進め、特に時間のかかる冷却を、蒸気を強制的に排除することで、速やかな空冷状態とすることで、雰囲気温度を７０℃以下できるので、短時間殺菌でき、かつ、殺菌後も外観が劣化しにくい紙容器のレトルト殺菌方法を得ることができた。

特表２００１−５０２２７６号公報特開２００３−３１２７１８号公報特開２００４−１７４４９号公報

そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、短時間で効率よく殺菌することができ、かつ、殺菌後も外観の劣化が少ない紙容器のレトルト殺菌方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる紙容器のレトルト殺菌方法は、（１）脱気工程と、（２）加圧蒸気による加熱工程と、（３）乾燥工程と、（４）水冷却工程と、からなる蒸気式レトルト殺菌において、前記（３）乾燥工程が、加熱工程の温度及び内圧を保ったまま、排気、空気導入を繰返しながら、蒸気分圧を３０ｋＰａ以上低減させ、１分間以上保持して減圧乾燥する乾燥工程であるように、したものである。

請求項１の本発明によれば、短時間で効率よく殺菌することができ、かつ、殺菌後も外観の劣化が少ない紙容器のレトルト殺菌方法が提供される。
請求項２の本発明によれば、請求項１の効果に加えて、より短時間で効率よく殺菌することができる紙容器のレトルト殺菌方法が提供される。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の紙容器のレトルト殺菌方法を説明する蒸気式レトルト殺菌釜の要部の
断面図である。

（紙容器）本発明の紙容器のレトルト殺菌方法に用いる紙容器としては、紙を基材としプラスチックフィルムや金属箔などを任意に積層した紙容器用積層体なるものであればよい。紙容器の形状は特に限定はされず、例えば、ゲーベルトップタイプやブリックタイプなどの箱型紙容器のほか、丸形、角形などのカップ型紙容器、或いは円筒状または角筒状の紙容器、更にはトレー状の紙容器であってもよい。

該紙容器は、胴部などの接合部において、特に紙容器の内側に紙の端面が露出する場合は、スカイブ・ヘミング、ヘミング、テープ貼りなどの公知の端面処理方法を用いて、紙の端面を隠し、耐水性や密封性を向上させてもよく、外側の端面処理に関しても、必要に応じて適宜、スカイブ・ヘミングやヘミング等の処理方法を用いてもよい。また、紙容器には、内容物の取出口として、蓋材や、プルタブ形式の開封機構などを容器の形状に応じて適宜に設けることができる。更には、紙容器にレーザー光照射や機械的手段による開封用のハーフカット線もしくはハーフカットのミシン目線などを設けて取り出し口を形成してもよい。

このような構成を採ることにより、紙容器用積層体の優れた成形性、熱接着性（ヒートシール性）を利用して生産性よく紙容器を製造できると共に、紙容器用積層体の優れた耐熱性、耐水性、耐内容物性などの性能を紙容器に付与することができるので、内容物を安全に密封包装することができると共に、内容物密封後のレトルト殺菌処理を安全に行うことのできる耐熱性、耐水性、耐内容物性などの性能を備えた紙容器を提供することができる。

（紙容器積層体）紙容器用積層体の基材に用いる紙は、密度が０．６０〜１．００ｇ／ｃｍ³程度の範囲であることが、紙容器の成形を良好に行い、且つ、必要な性能を紙容器に付与できると共に、紙面にプラスチックフィルムや金属箔などを押出コートしたり、積層の際に塗布剤などをコートしたり、し易く生産性よく且つ接着性よく積層できる点で適当である。紙の密度が０．６０未満の場合は、紙の繊維間の結合力が弱くなり、紙の層内剥離や割れが発生しやすくなると共に、レトルト殺菌処理を施すと紙の端面からの水分吸収が極端に多くなるため好ましくない。また、密度が１．００ｇ／ｃｍ³を超える場合は、繊維間が締まった状態になり、剛性も強くなり、例えば、紙カップ型の容器を作製する場合、トップカールなどの成形適性が低下し、また、ゲーベルトップタイプやブリックタイプなどの箱型容器の場合は、押し罫の効果が低下し、折り曲げ適性の低下や、箱の起きトルクの増大を生じ、容器の成形適性が低下するため好ましくない。

紙容器用積層体としては特に限定されないが、例えば、ＨＳ層／紙／ＨＳ層、ＨＳ層／紙／ガスバリア層／ＨＳ層、ＨＳ層／紙／ガスバリア層／保護層／ＨＳ層、を基本構成とし、この層構成へは接着力やその他の機能を向上させるための、接着層、プライマ層、コロナ処理などの易接着層及び／又は処理をしてもよい。

（ガスバリア層）ガスバリヤ層としては、アルミニウム箔などの金属箔のほか、アルミニウムなどの金属、またはシリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化マグネシウムなどの無機酸化物の蒸着層を延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルムや、延伸ナイロンフィルムなどのポリアミドフィルムなどに設けた蒸着フィルム、或いはエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ＭＸＤ６（ポリメタキシリレンアジパミド）の延伸フィルムなどのガスバリヤー性フィルムを使用することができ、これらの中から紙容器の用途に応じて適宜選択して使用すればよい。即ち、充填された内容物を電子レンジで再加熱するような用途の紙容器に使用する場合は、上記ガスバリヤー層のうち、アルミニウム箔などの金属箔や金属の蒸着層は不適当であり、その他のシリカやアルミナなどの無機酸化物の蒸着層、または前記ガスバリヤー性フィルムなどから、紙容器の用途に応じて選択すればよい。

（保護層）保護層としては、例えばゲーベルトップタイプやブリックタイプなどの箱型紙容器に成形すると、折り曲げ部やヒートシール部などに金属箔のクラックを生じやすい問題があり、これを防ぐためには金属箔の内側の面に保護層を積層することが好ましく、耐熱性および機械的強度に優れたフィルムを用いることが好ましく、例えば、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）や２軸延伸ナイロンフィルム（ＯＮフィルム）などを好適に使用することができる。

（ＨＳ層）ＨＳ層としては、レトルト殺菌に耐える耐熱性を有するポリオレフィン系（ＰＯ系）樹脂などが適用できる。ポリプロピレン系（ＰＰ系）樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）などのポリエチレン系（ＰＥ系）樹脂、若しくは、それらのブレンド、共重合樹脂、又は変性樹脂などである。好ましくは、ポリプロピレン系樹脂で、耐熱性の点ではプロピレンのホモポリマーがよいが、押出コート適性やヒートシールなどの熱接着適性を向上させるためには、例えば、プロピレンと、エチレンやブテン−１などのα−オレフィンとの共重合体が適している。

ガスバリヤ層、保護層、ＨＳ層などのの積層方法としては、公知の方法でよく、例えば、２液硬化型ポリウレタン系接着剤などを用いたドライラミネート法、アンカーコート剤を介して押出しコート法やサンドイッチラミネート法などがある。このような構成を採ることにより、紙容器用積層体は、基材の紙を主体に、ガスバリヤ層や保護層が設けられると共に、その最外層と最内層に、ヒートシール性を有し、且つ耐熱性、耐水性、耐内容物性などに優れたＨＳ層が積層され、ガスバリヤー性が付与され、充填された内容物の保存性を向上させることができる紙容器とすることができる。

（蒸気式レトルト釜）本発明の紙容器のレトルト殺菌方法に用いる蒸気式レトルト殺菌は、（１）脱気工程と、（２）加圧蒸気による加熱工程と、（３）乾燥工程と、（４）水冷却工程と、からなる。該蒸気式レトルト殺菌は、図１に示すように、紙容器１０を収納し、必要に応じて回転などができる懸架装置を内蔵するレトルト釜１０１と、該レトルト釜１０１に付帯する圧縮空気、冷却水、蒸気、脱気、ドレインなどが制御弁を介して装備されている。なお、公知の種々のセンサー、制御装置、駆動装置などを装備してもよく、本発明の紙容器のレトルト殺菌方法の説明に直接関与しないので図示していない。

（レトルト殺菌方法）本発明の紙容器のレトルト殺菌方法は、（１）脱気工程と、（２）加圧蒸気による加熱工程と、（３）加熱工程の温度及び内圧を保ったまま、排気、空気導入を繰返しながら、蒸気分圧を３０ｋＰａ以上低減させ、１分間以上保持して減圧乾燥する乾燥工程と、（４）水冷却工程と、からなる。なお、（１）脱気工程、（２）加圧蒸気による加熱工程、及び（４）水冷却工程は、公知の方法や公知の条件でよく、詳細な説明を省略する。

（脱気工程）まず、従来のレトルト殺菌方法を説明する。図２の１点鎖線で示す温度変化線のように、（１）脱気工程は、脱気装置によって脱気され、導入蒸気によって温度約１００℃まで予熱される。

（加熱工程）（２）加熱工程では加圧蒸気によって、所望の殺菌温度に加熱され、所望の殺菌時間保持して、レトルト殺菌する。該レトルト殺菌は少なくとも内容物が１２１℃、４分間保持するようにすればよいが、殺菌温度及び殺菌時間は内容物や内容物の保存条件などのよって適宜選択すればよい。

（冷却工程）（４）冷却工程では、例えば、特表２００１−５０２２７６号公報のように、殺菌が行われた後、容器の冷却時に熱伝達媒体は臨界温度で交換され、空気から水へ交換される方法が開示されている。該方法では加熱工程後、単に空冷するだけであり、レトルト釜の内部の蒸気を強制的に排出しないので、冷却に要する時間は未だに時間がかかっている。

（乾燥工程）そこで、本発明では、（１）脱気工程と（２）加熱工程は同じであるが、冷却工程を乾燥工程と冷却工程に明確に分けて、乾燥工程として、加熱工程の温度及び内圧を保ったまま、排気、空気導入を繰返しながら、蒸気分圧を３０ｋＰａ以上低減させ、１分間以上保持して減圧乾燥するようにしたものである。

（減圧の保持）蒸気分圧の減圧は３０ｋＰａ以上低減させることが好ましく、減圧下での保持時間は１分間以上が好ましい。これ未満の減圧では、温度下降が少なく、また、減圧下での保持時間がは１分間未満では温度下降が充分でない。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。

（参考例１）紙容器積層体として、基材の紙に密度が０．９７ｇ／ｃｍ³で、米坪量が３００ｇ／ｍ²の紙を用いて、その一方の面（容器の外側となる面）に、水性アンカーコート剤としてポリプロピレン系樹脂エマルジョン〔商品名ケミパールＥＰ１００Ｈ、三井化学（株）製〕を乾燥時の塗布量が２ｇ／ｍ²となるように塗布、加熱乾燥し、その上にポリプロピレン系樹脂としてエチレン含有量が略５モル％のプロピレン−エチレン共重合体（密度０．９０ｇ／ｃｍ³、融点１６９℃、ＭＦＲ２０）を厚みが２０μｍになるように押し出しコートし、次いで、もう一方の面（容器の内側となる面）に、水性アンカーコート剤として前記と同じポリプロピレン系樹脂エマルジョンを、乾燥時の塗布量が２ｇ／ｍ²となるように塗布、加熱乾燥し、この積層体の水性アンカーコート剤塗布面と、別にドライラミネート法で貼り合わせて作製したＯＰＰフィルム（厚み１５μｍ）／接着剤層／アルミニウム箔（厚み７μｍ）／接着剤層／ＰＥＴフィルム（厚み１２μｍ）／接着剤層／ＣＰＰフィルム（厚み６０μｍ）の構成（但し、接着剤層には２液硬化型ポリウレタン系接着剤を使用）の積層フィルムのＯＰＰフィルム面とを、両者の間にポリプロピレン系樹脂層としてエチレン含有量が略５モル％のプロピレン−エチレン共重合体（密度０．９０ｇ／ｃｍ³、融点１６９℃、ＭＦＲ２０）を厚みが１５μｍになるように溶融押し出しして圧着し、貼り合わせる押し出しラミネート法で貼り合わせて、（外側）ポリプロピレン系樹脂層（厚み２０μｍ）／水性アンカーコート剤／紙（米坪量３００ｇ／ｍ²）／
水性アンカーコート剤／ポリプロピレン系樹脂層（厚み１５μｍ）／ＯＰＰフィルム（厚み１５μｍ）／接着剤層／アルミニウム箔（厚み７μｍ）／接着剤層／ＰＥＴフィルム（厚み１２μｍ）／接着剤層／ＣＰＰフィルム（厚み６０μｍ）（内容物側）の紙容器用積層体を作製した。該紙容器用積層体を用いて、公知のブリックタイプの箱型紙容器を作製し、尚、上記箱型紙容器の容量は３００ｍｌとし、上部シール部は、内容物としてパスタソースを充填した後、その接着面をホットエアで加熱して熱接着し密封した。
該紙容器を群として、図１に示す蒸気式レトルト殺菌釜に装填し、（１）脱気工程は加圧しない１０１℃の蒸気を１０分間導入し、空気を追出し脱気して、（２）加熱工程は２１０ｋＰａに加圧した加熱蒸気を導入し、１２１℃、３０分間保持して殺菌し、（３）乾燥工程は蒸気の導入を停止し、内圧を１８０ｋＰａに低下させて、１０分間保持し、減圧乾燥し、（４）水冷却工程では水に浸漬して冷却した。

（実施例１）（３）乾燥工程を、排気、空気導入を繰返しながら、内圧を１５０ｋＰａに低下させて、１０分間保持し、減圧乾燥する以外は、参考例１と同様にした。

（比較例１）（３）乾燥工程を行わない以外は、実施例１と同様にした。

（評価）評価は冷却後に、紙容器を取り出して目視で観察したところ、比較例１では紙
容器の断面部の紙端部に水が浸入して、膨潤し変形して外観が著しく低下していたが、実施例１では紙容器の外観は良好であった。

本発明の紙容器のレトルト殺菌方法を説明する蒸気式レトルト殺菌釜の要部の断面図である。

符号の説明

１０：紙容器
１０１：レトルト釜

Claims

（１）脱気工程と、（２）加圧蒸気による加熱工程と、（３）乾燥工程と、（４）水冷却工程と、からなる蒸気式レトルト殺菌において、前記（３）乾燥工程が、加熱工程の温度及び内圧を保ったまま、排気、空気導入を繰返しながら、蒸気分圧を３０ｋＰａ以上低減させ、１分間以上保持して減圧乾燥する乾燥工程であることを特徴とする紙容器のレトルト殺菌方法。