JPS6251805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非炭酸飲料その他の缶詰製品を充填
した未封の薄肉のアルミニユーム等の金属缶又は
プラスチツク缶等のような軟質容器に、液体窒素
等の液化不活性ガスを添加する方法の改良に関す
るものである。

従来、非炭酸飲料その他の缶詰製品を、上述の
ような軟質容器に充填するに当たり、密封後の保
存、輸送における容器の変形、破損を防止するた
め、密封後の容器内の圧力を高め、かつ、内容物
の酸化を防止することを目的として、非炭酸飲料
等の中味を充填後、密封直前に、液体窒素等の液
化不活性ガスを添加する方法がとられてきた。

本発明は、このような密封直前の容器に液化不
活性ガスを添加する方法の改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕 従来、上述のような液化不活性ガスの添加方法
として、主として、コンベア等で送られてくる未
封の容器を検知して、１個づつ、その中に液化不
活性ガスを滴下する方法が用いられてきた。

しかしながら、このような方法では、わずかの
時間のずれ、液滴の大きさのバラツキ、添加され
る液滴の数のバラツキ等によつて、添加される液
化不活性ガスの量にバラツキを生じ、密封後の容
器の内圧に大きな差が生じていた。

このような問題点を解決するため、コンベア等
で連続的に送られてくる未封の容器の真上に、液
化不活性ガスの添加ノズルを置き、液化不活性ガ
スをそのノズルから連続的な細流として添加する
方法が試みられた。

このような試みに関連して、本発明者らは、充
填された中味の温度が高くなるにつれて、缶中に
残留する不活性ガスの量が、少なくなることが予
想されたため、ノズル等同一の液化不活性ガス添
加装置を用いて、内容物の温度に対応して気化液
化不活性ガスの添加量を増減するようにしたとこ
ろ、必ずしも、不活性ガスの残留量は、予想した
程には一定にならなかつた。そこで、本発明者ら
は、更に、その要因を追求して、窒素ガスのよう
な不活性ガスの残留量が、内容物の液面到達時の
液化不活性ガスの落下速度に影響されること見出
し、内容物の温度に対応して、液化不活性ガスを
一定の落下速度以下で添加することを特徴とする
窒素封入罐詰製品の製法の発明（特願昭55−
65800、特開昭56−161915、以下「第１先行発
明」という）を完成した。

また、上述の試みに関連して、単純に、液化不
活性ガスの保冷フイードタンクの底にニードルバ
ルブを設けて、そこから液化不活性ガスを流下さ
せる方法をとると、フイードタンク内の気化した
不活性ガスの圧力変動、液化不活性ガスの液面の
変動によつて、液化不活性ガスの流下量にバラツ
キを生じ、密封後の容器の内圧にかなりの差が生
じていた。

本発明者らは、このような問題点を解決するた
め、フイードタンクの底に設けられたニードルバ
ルブから流下する液化不活性ガスを、一旦、焼結
金属製容器のようなろ過性受器を受け、ろ過性受
器から滲出させ、その下端部から流下させる液化
不活性ガスの流下装置の発明（特願昭57−
24879、特開昭58−142098、以下「第２先行発
明」という）を完成した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の第２先行発明に係わる液
化不活性ガスの流下装置について、更に詳細に調
べてみると、容器内に残留する不活性ガスの量の
比率が、予想されるほど高くないことが判明し、
その歩留まりを更に高めることが要望された。

本発明が解決しようとする問題点は、このよう
な容器内に残留する不活性ガスの歩留まりを更に
高めることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、このような問題に着目して、
種々調査したところ、その原因が、開口容器と流
下する液化不活性ガスとの間にかなりの大きさの
水平方向の速度差があること、及び、開口容器中
の内容物の液面と流下する液化不活性ガスとの間
にも、まだかなりの大きさの垂直方向の速度差が
あることを見出した。

そして、本発明者らは、このような問題点を解
決するために、移動する開口容器に液化不活性ガ
スを連続的に添加する方法において、連続的な細
流となつて垂直に流下する液化不活性ガスを、内
壁が液化不活性ガスで濡れない程度に加温された
曲管に導き、開口容器の移動方向と同方位の横斜
下方向又は横方向の細流として、開口容器に添加
することを特徴とする液化不活性ガスの添加方法
を提案する。

本発明の第一の要点は、垂直に流下する液化不
活性ガスの流れを、開口容器の移動方向と同方位
の斜下方に、好ましくは、ほぼ水平になるよう曲
げて、液化不活性ガスの水平方向の流出速度と開
口容器の移動速度との差を小さくすること、更に
好ましくは、液化不活性ガスの垂直流下部分の距
離等を変えて、方向転換前の垂直流下速度を調節
することによつて、液化不活性ガスの水平方向の
流出速度と開口容器の移動速度とをほぼ等しくす
ることにある。

また、同時に、垂直の流れを横方向に変えるこ
とにより、液化不活性ガスの流れの垂直方向の速
度を非常に小さくすることにある。更に、曲管の
先端を開口容器の縁にすれすれの状態にして、内
容物表面での液化不活性ガスの流れの垂直方向の
速度を殆ど零にすることにある。

このような方法により、液化不活性ガスの垂直
方向の速度を非常に小さく、好ましくは、殆ど零
にすることにより、第１先行発明から予想される
ように、不活性ガスの歩留まりを高めることがで
きる。

本発明の第二の要点は、液化不活性ガスの垂直
の流れを横方向に変えるに当たり、内壁が液化不
活性ガスで濡れない程度に加温された曲管を用い
ることにある。

通常、液化不活性ガスのような液体を曲管で誘
導する場合は、液体は、曲管の底を流れて行き、
先端で液滴状に落下するのが普通である。そし
て、液化不活性ガスが液滴状に落下するようにな
れば、開口容器に添加される液化不活性ガスの量
にバラツキを生じる。

本発明者らは、曲管の内壁の表面温度を、液化
不活性ガスの沸点以上で、内壁に接触して一部気
化した不活性ガスが潤滑剤として働く程度の温度
に加温する（液化窒素ガスの場合は、曲管を−
150℃以上にする）ことによつて、液化不活性ガ
スが液滴状になるのを防止し、曲管内でも、ま
た、曲管の先端から流下する場合でも、液化不活
性ガスを細流として維持することに初めて成功し
た。

〔作用〕

本発明に係わる液化不活性ガスの添加方法は、
上述のような構成に基づき、次のような作用を発
揮させることができる。

第一の作用は、液化不活性ガスを、開口容器の
移動方向と同一の方向に大きな速度成分を有する
細流とすることによつて、液化不活性ガスの細流
と開口容器との間の水平方向の速度差を小さくす
ることであり、その結果、不活性ガスの歩留まり
を上げることができる。

なお、液化不活性ガスの細流と開口容器との間
の水平方向の速度差を小さくすると、歩留まりが
向上するのは、次のような機構に基づくものと推
定される。

液化不活性ガスの細流が垂直で下向きに速度ベ
クトルａで流下し、開口容器が水平方向に速度ベ
クトルｂで移動している場合には、移動している
開口容器を中心に開口容器を固定して考えると、
液化不活性ガスの細流は、速度ベクトルｂと大き
さが等しく方向が正反対の速度ベクトルｃと、速
度ベクトルａとの合成速度ベクトルｄで表される
方向と速さで、開口容器に注がれることになり、
コンベアによつて移動してきた開口容器が液化不
活性ガスの流下しているところに達すると、開口
容器の最前端の容器壁の上端に達した液化不活性
ガスの細流は、速度ベクトルｄの方向に注がれる
ので、内容物の液面の最前端の容器壁の内面に接
するところから、最前端の容器壁の上端から引い
た速度ベクトルｄに平行な直線が内容物の液面に
交わるところまで、液化不活性ガスが添加されな
い陰の部分が生じると同時に、この陰の部分に添
加されるべき液化不活性ガスが、内容物の液面上
に突き出た最後端の容器壁の内面に衝突して飛散
し、急激に気化するため、歩留まりが低いものと
推定される。

一方、液化不活性ガスの細流を、開口容器の移
動方向と同方位の斜下方、更に、ほぼ水平になる
まで曲げて行くと、液化不活性ガスの速度ベクト
ルａは、次第に開口容器の速度ベクトルｂに近づ
き、それにつれて、速度ベクトルａと速度ベクト
ルｃとの合成速度ベクトルｄの方向は、次第に垂
直に近づき、かつ、その大きさは次第に小さくな
る。即ち、液化不活性ガスの細流と開口容器の内
容物との間の水平方向の速度差が小さくなる。そ
の結果、内容物の液面上の液化不活性ガスの添加
されない陰の部分が少なくなると同時に、最後端
の容器壁の内面に衝突する液化不活性ガスのの量
も少なくなることによつて、歩留まりが向上する
ものと推定される。

第二の作用は、連続的な細流となつて垂直に流
下する液化不活性ガスを、開口容器の移動方向と
同方位の横斜下方向又は横方向の細流に転換する
ことによつて、液化不活性ガスの垂直方向の流下
速度を低くすることであり、その結果、不活性ガ
スの歩留まりを上げることができる。

なお、垂直方向の流下速度を低くすると、歩留
まりが向上するのは、次のような機構に基づくも
のと推定される。

一般に、添加された液化不活性ガスは、里芋の
葉の上の水滴のように一つに塊り、内容物の液面
上で、気化した不活性ガスをクツシヨンとして、
その上に比較的安定な状態で存在するものと考え
られる。

一方、液化不活性ガスが、内容物の液面に高速
度で流下された場合は、不活性ガスのクツシヨン
を剥ぎ取られ、細粒化され、かつ、内容物の中に
深く潜り込むために、常温以上の内容物との接触
面積が広くなり、液化不活性ガスの気化が促進さ
れて歩留まりが低くなるものと推定される。

このような状態から、次第に液化不活性ガスの
垂直方向の流下速度を低くすると、上述のような
現象が次第に緩和され、気化する液化不活性ガス
の量も次第に少なくなるため、歩留まりが向上す
るものと推定される。

第三の作用は、曲管の内壁の表面温度を、液化
不活性ガスの沸点以上に加温することによつて、
液化不活性ガスと曲管の表面との間に不活性ガス
層を形成し、その不活性ガス層によつて、液化不
活性ガスが直接曲管の表面に接触するのを妨げ、
その表面が濡れるのを防止することであり、その
結果、液化不活性ガスを、丁度里芋の葉の上を流
れる細い水流のように、安定した細流として流す
ことができるようになるものと推定される。

〔実施例〕

第１図の部分断面図によつて、本発明に係わる
液化不活性ガスの添加方法の一つの実施例につい
て説明する。

この図において、１は液化窒素タンクの内壁、
２はその外壁、３はニードルバルブのニードル、
４はその孔、５はニードルバルブから流下した液
化窒素、６は焼結金属製の受器、７はそこから滲
出した液化窒素、８は曲管、９はヒータ、１０は
開口容器の移動方向とほぼ平行に流れる液化窒
素、１１は未封の缶（並んでいる缶の一つ）、１
２は非炭酸飲料、１３はコンベアである。

本実施例においては、液化不活性ガスとして液
化窒素を用い、第１図に示したように、液化不活
性ガスの垂直に連続的に流下する細流５を、第２
先行発明に係わる液化不活性ガスの流下装置を用
いて、焼結金属製の受器６から滲出させて得てい
る。本実施例における曲管８は、垂直方向から水
平方向まで円弧状に緩やかに曲がつており、その
内壁の表面温度は約−150℃である。また、曲管
８の先端部の下端と未封の缶１１の上端との間隔
をできるだけ小さくしてある。

本実施例において、非炭酸飲料を充填した未封
の缶１１は、コンベア１３により、矢印の方向
に、約100m／分の速度で移動しており、液化窒
素は、約5g／秒で添加され、曲管８の先端か
ら、水平速度約1.7m／秒（100m／分）で、缶中
に添加される。

液化窒素を垂直に流下させるほか、全く同じ条
件で、液化窒素を添加した場合は、１缶当たり平
均29c.c.の窒素しか残留していなかつたが、本実施
例においては、１缶当たり約42.3c.c.の窒素が残留
しており、明らかに、本発明の効果が認められ
た。

〔効果〕

本発明に係わる液化不活性ガスの添加方法は、
上述のような構成と作用を有しているので、開口
容器に添加される液化不活性ガスの量のバラツキ
を小さく抑えたまま、実施例にも示したように、
容器中に残留する不活性ガスの量を高め、その歩
留まりを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる液化不活性ガスの添
加方法の一つの実施例を説明する部分断面図であ
る。 この図において、１は液化窒素タンクの内壁、
２はその外壁、３はニードルバルブのニードル、
４はその孔、５はニードルバルブから流下した液
化窒素、６は焼結金属製の受器、７はそこから滲
出した液化窒素、８は曲管、９はヒータ、１０は
開口容器の移動方向とほぼ平行に流れる液化窒
素、１１は未封の缶（並んでいる缶の一つ）、１
２は非炭酸飲料、１３はコンベアである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動する開口容器に液化不活性ガスを連続的
   に添加する方法において、連続的な細流となつて
   垂直に流下する液化不活性ガスを、内壁が液化不
   活性ガスで濡れない程度に加温された曲管に導
   き、開口容器の移動方向と同方位の横斜下方向又
   は横方向の細流として、開口容器に添加すること
   を特徴とする液化不活性ガスの添加方法。