(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶底を一体に有する円筒状の缶胴の開口端に、容易開口式の缶蓋を巻き締めにより装着した飲料缶において、
冷凍された場合の凍結時の変形によって拡大する容量と初期空間容量とを合わせた容量が内容物の充填容量に対して１０％以上とされ、前記缶底の耐圧強度を、缶蓋の耐圧強度よりも所定圧力以上低く設定したことを特徴とする飲料缶。
【請求項２】
前記缶底の耐圧強度を、缶蓋の耐圧強度よりも６０ｋｐａ以上低く設定すると共に、内容物充填設備における缶内圧の最高到達圧力よりも２０ｋｐａ以上高く設定したことを特徴とする請求項１記載の飲料缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビールやジュース等の飲料缶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビールやジュース等の飲料缶としては、図３に示すように、缶底２を一体に有する円筒状の缶胴１の開口端に、缶蓋３をシーミング加工して閉塞状態としたアルミ合金製の２ピース缶が使用されている。その缶蓋３も様々であるが、主流となっているものは、プルタブ等を付設することにより容易に缶を開封し得るイージーオープン缶蓋すなわち容易開口缶蓋である。その容易開口缶蓋には、大別してプルタブを引上げることにより開口部分をなす開口片を除去するタイプのものと、開口片を容器内に押し込みタブが缶蓋から取れないプッシュオープンタイプのものとがあり、最近ではプッシュオープンタイプのものが大勢を占めている。
【０００３】
例えばプッシュオープンタイプの簡易開口缶蓋３は、図４に示すように、円形の天板４と、天板４の周縁に設けられ、缶胴１（図３参照）に巻締められる巻締め部５と、巻締め部５と天板４との間に周設された外周溝６と、溝状のスコア７により天板４の中心ＣＰと外周溝６との間に区画され、天板中心ＣＰ側で天板４に連結された開口片８と、先端が開口片８の天板中心ＣＰ側に重なるように配置され、リベット９により天板中心ＣＰに連結されたプルタブ１０とからなり、プルタブ１０を引くと、リベット９を支点としてプルタブ１０の先端が開口片８を押圧し、その押圧力によりスコア７が破断して、開口片８が押し下げられ、飲み口が形成されるものである。
【０００４】
また、図１に示すように、缶底２には、缶胴１の内部側へ球面状に凹んだドーム部１１と、このドーム部１１の周縁に連なり缶胴１の外部側へ缶軸方向に突出した環状凸部（リム）１２とが形成されており、それらにより缶底２の耐圧強度が高められている。この環状凸部１２は、単なる缶底強度の向上のためばかりでなく、缶胴１を直立させた際に接地する脚となり、缶胴１の直立安定性及び支持強度を向上させる役目も果たす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビール等のアルコール飲料や糖分の高いジュース等を充填した飲料缶の場合、冷凍保存すると、内容物が外周側から凍り始めて最後に中心部が凍結するために、缶軸方向に凍結による突き上げ力が働く。従来の飲料缶では、缶蓋３よりも缶底２の方が耐圧強度が高く設定されていたので、内容物の凍結により缶の内部から突き上げ力が作用すると、図５に示すように、缶蓋３が上方に押し上げられて、缶蓋３の外周溝６が部分的に外部に膨出して凸部１５を形成する現象が起こる。この現象が起こると、単に缶が開けにくくなる上に、ひどい場合にはスコア７が破断して内容物が吹き出すという事態を招く。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、ビール等のアルコール飲料や糖分の高いジュース等の内容物を充填した２ピース型の飲料缶において、冷凍保存した場合でも缶蓋の変形が発生せず、内容物の吹き出しを防止することのできる飲料缶を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、缶底を一体に有する円筒状の缶胴の開口端に、容易開口式の缶蓋を巻き締めにより装着した飲料缶において、冷凍された場合の凍結時の変形によって拡大する容量と初期空間容量とを合わせた容量が内容物の充填容量に対して１０％以上とされ、前記缶底の耐圧強度を、缶蓋の耐圧強度よりも所定圧力以上低く設定したことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
このように缶底の耐圧強度を缶蓋の耐圧強度よりも低くしたことにより、内容物が凍結したときに、缶底を先に変形させることができて、缶蓋のスコア破断を防止することができる。その場合、缶底の耐圧強度を、缶蓋の耐圧強度よりも６０ｋｐａ以上低く設定するのが、確実に缶蓋より先に缶底を変形させることができるので好ましい。即ち、
（缶蓋強度）−（缶底強度）≧  ６０ｋｐａ
とする。ただし、内容物充填設備における缶内圧の最高到達圧よりも２０ｋｐａ以上高く設定するのが好ましい（請求項２）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の飲料缶は、缶底２を一体に有する円筒状の缶胴１の開口端に、缶蓋３をシーミング加工して閉塞状態としたアルミ合金製の２ピース缶であり、缶底２の耐圧強度を、缶蓋３の耐圧強度よりも６０ｋｐａ以上低く設定することにより、内容物が凍結した際に、缶蓋３よりも先に缶底２が例えば図中二点鎖線で示すごとく変形し、凍結による内容物の膨張分を缶底２の変形によってほぼ吸収できるようにしたものである。
【００１０】
ただし、適正な耐圧性能を維持するために、缶底２の耐圧強度は、内容物充填設備における缶内圧の最高到達圧よりも安全を見て２０ｋｐａ以上高く設定してある。例えば、内容物充填設備における缶内圧の最高到達圧が６００ｋｐａの場合は、缶底２の耐圧強度を（６００＋２０）ｋｐａ以上に設定してある。即ち、次の関係（ａ）、（ｂ）を満たすように、缶底２及び缶蓋３の耐圧強度を設定している。
（ａ）６００ｋｐａ  ＋２０ｋｐａ  ≦  缶底の耐圧強度
（ｂ）缶底の耐圧強度＋６０ｋｐａ  ≦  缶蓋の耐圧強度
【００１１】
なお、缶底２には、缶胴１の内部側へ凹むドーム部１１が形成され、ドーム部１１の周縁には、缶胴１の外部側へ缶軸方向に突出した環状凸部（リム）１２が形成されている。また、缶蓋３は、図４に示したものと同じように構成されている。従って、その上で素材の厚さや形状等を変えることにより、缶蓋３と缶底２の耐圧強度が、上記の（ａ）、（ｂ）の関係を満たすように設定されている。
【００１２】
また、凍結に際して内容物（液体）が９％膨張すると仮定した場合、空間容量は若干の余裕をみて１０％必要である。正常な状態での空間容量（ヘッドスペース）は通常７％程度であるので、凍結時の変形により拡大する容量が３％以上あれば、缶に亀裂が発生するのを確実に防止できる。そこで、凍結時の変形によって拡大する容量と初期空間容量（ヘッドスペース）とを合わせた容量が、内容物の充填容量に対して１０％以上となるように、凍結時の変形の仕方を予測して、予定変形量を設定している。つまり、凍結の際に缶底２がどのように変形するかはある程度予測できるので、その予測した変形が生じた際に、内容物の膨張を確実に吸収できるように缶底２の形状が設定されている。
【００１３】
次に、ビール（アルコール５％、内容量５００ｍｌ）を充填した缶を、マイナス２０℃の冷凍室に３日間保存した場合の実験結果について、図２を参照しながら述べる。
【００１４】
実験の組み合わせはＮＯ．１〜ＮＯ．９の９通りであり、それぞれ缶蓋と缶底の耐圧強度を違えて、各々１００缶について実験した。ここで、耐圧強度は、圧縮空気を缶内に充填したときに、缶蓋、缶底が変形してしまうまでの圧力を測定したものであり、単位はｋｐａである。缶蓋の耐圧強度は５１０ｋｐａ、６５０ｋｐａ、７２０ｋｐａの３通りを設定し、缶底の耐圧強度は、缶蓋の耐圧強度との差が段階的に変わるように設定した。それにより、缶蓋の耐圧強度から缶底の耐圧強度を引いた値は、−２３０〜１２０の間で段階的に設定されている。凍結適正の判定は、缶蓋が変形したものの混入率が０％の場合を合格（○）とし、そうでない場合を不合格（×）とした。
【００１５】
実験の結果、図２に示すように、缶蓋から缶底の耐圧強度を引いた値がマイナスからプラスになるに従い、つまり、缶蓋より缶底の方が耐圧強度が低い組み合わせから、缶蓋より缶底の方が耐圧強度が高い組み合わせになるに従い、缶蓋変形の混入率が減っている。そして、缶蓋から缶底の耐圧強度を引いた値が＋６０ｋｐａ以上になったところで、初めて缶蓋変形の混入率が０％になった。これにより、缶蓋の耐圧強度が缶底の耐圧強度より６０ｋｐａ以上高い場合、言い換えると、缶底の耐圧強度が缶蓋の耐圧強度より６０ｋｐａ以上低い場合（実験例では、６０ｋｐａ、１００ｋｐａ、１２０ｋｐａの場合）だけが、凍結適正の判定で合格（○）になった。
【００１６】
一方、本試験に用いたビールの充填設備における容器内圧の最高到達圧は６００ｋｐａであり、それにより缶蓋及び缶底の耐圧強度は最高到達圧以上でなければならない。そこで、耐圧適正の判定では、組み合わせＮＯ．１と、組み合わせＮＯ．２の場合は、缶蓋の耐圧強度がその条件を満足していないので不合格（×）とした。同様に、組み合わせＮＯ．９は、一応缶底の耐圧強度が最高到達圧の６００ｋｐａ以上であるが、製缶時や充填時の変動を考慮すると安全を見なければならないので、不合格（×）とした。この場合の安全圏としては、＋２０ｋｐａ、つまり６００＋２０＝６２０ｋｐａ以上であれば十分であると言える。従って、総合判定では、組み合わせＮＯ．７とＮＯ．８の２つの場合が合格（○）となった。
【００１７】
合格になった組み合わせは、缶蓋の耐圧強度が７２０ｋｐａで缶底の耐圧強度が６６０ｋｐａの場合と、缶蓋の耐圧強度が７２０ｋｐａで缶底の耐圧強度が６２０ｋｐａの場合である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、缶底の耐圧強度を缶蓋の耐圧強度よりも所定圧力以上低く設定したので、内容物が凍結したときに、凍結時の変形によって拡大する容量と初期空間容量とを合わせた容量が、内容物の充填容量に対して１０％以上として内容物の膨張を確実に吸収しつつ缶底を先に変形させて、缶蓋を変形させないようにすることができる。従って、たとえ内容物が凍結した場合であっても、缶が開けにくくなったり、スコア破断を生じて内容物が吹き出したりするようなことが防げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の飲料缶の側面図である。
【図２】  本発明の実施形態の飲料缶と比較例の実験結果の表を示す図である。
【図３】  一般的な飲料缶の側面図である。
【図４】  一般的な飲料缶の缶蓋を示す平面図である。
【図５】  従来の飲料缶の凍結時の変形状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  缶胴
２  缶底
３  缶蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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