JPH10304973A - 加熱効率を改善した缶体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で加熱することができる缶を提供す
る。 【解決手段】 金属板材で成形した缶体であって、底部
の接地面積を底部面積の２％〜１００％とした加熱効率
を改善した缶体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加熱効率を向上させ
た缶体に関する。さらに詳細には底部の構造を改良する
ことにより加熱効率を改善した缶体に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板材で成形した缶体には底部を胴部
を一体に成形した缶胴部と、缶胴と別に成形した上蓋と
からなる２ピース缶体と、別々に成形した底蓋と、上蓋
と胴部とからなる３ピース缶体の２種がある。２ピース
缶体は金属板材から成形したカップを絞り加工としごき
加工または深絞り加工のみにより底を有する胴部を形成
し、これに別に成形した後内容物を充填した後蓋を巻締
めて装置した缶である。一方３ピース缶体は金属板材か
ら成形した胴部筒状体と別に成形した上蓋体と底蓋体か
らなり、胴部筒状体の下端部に底蓋体を巻締めて有底の
胴部とし、内容物を充填した後上部開口に上蓋体を巻締
めて装置とした缶である。これらの缶は販売時に内容物
を加熱する場合店頭で加熱プレートに載置して加熱され
る。通常はキャンウォーマーとよばれる加熱プレートを
複数段設置した棚により加熱されており、加熱プレート
は手前側に傾斜し、缶を取ると後の缶が手前側に移動し
取り易くなるように形成されている。したがって缶は底
から伝導により加熱されるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】缶を加熱プレートによ
り加熱する場合手で持つことができて飲み頃の温度であ
る５５℃±５℃の適切な温度まで昇温するのに長時間を
必要とする問題がある。２ピース缶体の１種である絞り
しごき缶体を用いたガスを含まない、加温される内容物
を例えばコーヒー、紅茶などの内容物を内蔵する陰圧缶
は耐圧性を向上させるため、底中央部が缶内に凸状のド
ーム形状となっており、かなり深く底上げされているの
で接地部は線接触状態で接地面積はかなり少ない。ま
た、２ピース缶体のもう１種である深絞り缶体は、周縁
近くに一つのリング状接地部があり、ボトムシンクが２
ｍｍから４ｍｍの深さを有する底部が形成されるが、や
はり接地部は線接触状態であり、接地面積はかなり少な
い。３ピース缶体も胴部端部と底蓋との巻締め部がある
ためカウンターシンクが３．５ｍｍ〜６．５ｍｍの深さ
を有し、巻締め部が接地部となるが、接地部は線接触状
態であり、接地面積はかなり少ない。このため底からの
加熱に長時間を必要とした。本発明はこのような問題を
解決した缶を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、 「１． 金属板材で成形した缶体であって、底部の接地
面積を底部面積の２％〜１００％とした加熱効率を改善
した缶体。 ２． 缶体が２ピース缶体であって、底周縁の接地部の
巾を広くした、１項に記載された加熱効率を改善した缶
体。 ３． 缶体が２ピース缶体であって、底中央部を外方に
突出する凸状の接地部を１または１以上配置した、１項
または２項に記載された加熱効率を改善した缶体。 ４． 缶体が２ピース缶体であって、底部のパネルに外
方に突出するリング状の接地部を１または２以上配置し
た、１項ないし３項のいずれか１項に記載された加熱効
率を改善した缶体。 ５． 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋のカウンタ
ーシンクを４．５ｍｍ〜３ｍｍの浅い形状とした、１項
に記載された加熱効率を改善した缶体。 ６． 缶体が３ピース缶体であって、巻締め接地部を巾
広に平坦にした、１項または５項に記載された加熱効率
を改善した缶体。 ７． 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋にパネルに
外方に突出する凸状の接地突起を１または２以上配置し
た、１項、５項、６項のいずれか１項に記載された加熱
効率を改善した缶体。 ８． 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋のパネルに
突出するリング状の凸状の接地部を１または２以上配置
した、１項、５項、６項、７項のいずれか１項に記載さ
れた加熱効率を改善した缶体。 ９． 缶底または底蓋部がアルミニウム材から構成され
ている、１項ないし８項のいずれか１項に記載された加
熱効率を改善した缶体。」に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は缶の底部の加熱プレート
を接触する接地面積を全底部面積の２％〜１００％とし
た。好ましくは５％〜６０％である。接地面積を全底部
面積の１００％としたのは、缶の伝熱は底からの伝導が
主であるので、全底部が接地することが熱伝導効果が最
も大きくなるからであるが、陰圧缶であっても内容物の
重量により変形しないことが必要であり、底材の厚みや
材質、内容物等により、６０％以下の接地面積が実用上
好ましい。ここで言う全底部面積とは缶体に囲まれた缶
底の面積である。また２％以下では伝熱効果が乏しくな
るので、２％以上であることが好ましく、特に５％以上
が好ましい。従来の缶の接地部は、ほぼ線接触状態であ
り接触している巾はおよそ０．２ｍｍであり、接地面積
は全底部面積の０．９２％から１．４０％と極めて小さ
いことからみて本発明では接地部の接地面積が非常に大
きい。缶をキャンウォーマー等の加熱プレートで加熱す
ると、従来は伝導と輻射により加熱されると考えられて
来たが本発明者の研究によると実際はほとんど伝導によ
り行われることがわかった。そのため接地面積を大きく
することが有効であり、２％以下では効率が少ない。

【０００６】実用されている２ピース缶体と３ピース缶
体を図面により説明する。図１〜図３は２ピース缶体で
ある。図１と図２はタルク缶を示す。タルク缶は合成樹
脂フイルムをラミネートした金属薄板を絞り、または絞
り、しごき加工して形成した２ピース缶体の一種の通称
名であり、接地部１５と缶胴部１と巻締め部３で結合し
た上蓋４とからなっている。また図２に示すようにタル
ク缶の胴部に多数の三角形状の凹み１４を設けたタルク
ダイヤカット缶と呼ばれるものもある。図３はアルミニ
ウム薄板を絞り、しごき加工により成形した後に塗装を
施したＤＩ缶であり蓋４が巻締め部３で缶胴開口部と結
合している。この例では底を缶内に凸のドーム状凸状部
１５を形成している。図４は缶胴部１と上蓋４、下蓋５
を夫々別々に成形し、胴部と蓋を巻締めて形成した３ピ
ース缶体である。３は巻締め部である。

【０００７】これ等の缶の接地部は実質的に線接触であ
って接地面積は非常に小さい。これ等の２ピース缶体及
び３ピース缶体の接地部は巾０．２ｍｍの狭い接地部で
ある。３ピース缶体には缶胴側面部を接着剤で接着した
缶もある。このような缶には例えば商品名トーヨーシー
ム缶等がある。図４で示される３ピース缶体の缶と胴部
との巻締め部の高さＬをカウンターシンクと呼ぶ。通常
の３ピース缶体ではカウンターシンクは６．１〜３．５
ｍｍである。通常加熱して飲む飲料缶は陰圧缶が多く、
２ピース缶体ではバキュームに耐えるために缶体の肉厚
を厚くしたり、ビードを設けたり、図３に示すように底
部を缶内に凸状ドームにしたりする。

【０００８】２ピース缶体の場合、缶底からの加熱では
接地部からの伝熱は底部と胴部が一体なので胴部にも熱
が伝わり、底部からの缶内の対流と缶胴部からの缶内の
対流の相乗効果により行われる。また、２ピース缶体の
場合、底部、胴部は一体成形されるので底部形状の制約
はあまりないが、従来は取り扱い上の点から滑り性向上
のために接地面積を小さくすることが実施されている。
通常はそのため底部周縁近傍にリング状凸状接地部が形
成されており、その高さは図１の２で示す底部との距離
でボトムシンクと呼ばれているが、ボトムシンクは２．
５ｍｍから３．５ｍｍほどに設定されている。２ピース
缶体のリング状凸状接地部は空間であるため液を充填す
ると接地部近傍まで液が存在するので、ボトムシンクが
高くなっても液への熱伝達はそれほど低下しないと考え
られるが、実際はボトムシンクが低いほど加熱効率はよ
い。そこで、２ピース缶体では取り扱い上の滑り効果を
多少小さくしても接地部の接地巾を広げることにより接
地面積を大きくし、伝熱効果を向上することができるこ
とがわかった。また、２ピース缶体では図５に示すよう
に底部に外方に突出する複数の凸状の接地部６を形成す
ることや缶中央部に同心円状に複数のリング状突出部を
形成することにより耐圧性を損なうことなく接地面積を
向上することもできる。

【０００９】一方、３ピース缶体の場合は図４に示すよ
うに缶の胴部下端に下蓋５を巻き締めて結合させるが、
この巻締め部は下蓋の巻締め部３にパッキングの作用す
る樹脂層が配置されており巻き締めた時、この樹脂層が
断熱材として作用するので熱は胴部に伝わり難くなるた
め、加熱はもっぱら底部からの加熱による缶内の対流に
より行われ、缶胴からの加熱は非常に少ない。カウンタ
ーシンクが深いと底内容物は接地部から離れていくため
熱伝導量の距離によるロスが大きくなる。したがって、
缶底部の加熱を大きくして内容物への熱伝導量を確保す
るためカウンターシンクを浅くすることが有効であり、
本発明者の研究によると４．５ｍｍから３ｍｍの浅い形
状として接地部から缶底部への伝熱量をロスさせないこ
とが非常に効果があること、さらに底が加熱材から離れ
ているので伝導だけでなく底部の輻射熱の吸収も大きく
する必要があるがことがわかった。またカウンターシン
クは４．５ｍｍから３．５ｍｍであることが、巻締め性
やレトルト耐性等の点から好ましい。下蓋と缶胴下端の
巻締め部の接地部を接地巾が広がるように平坦にするこ
とにより接地面積が向上できる。さらに、缶下蓋のパネ
ルの外方に凸状の接地突起を１個または複数配置するこ
とにより接地面積を大きくするとともにこの突起がビー
ドとしても作用し耐圧性を向上することができる。凸状
の接地突起は底中心と同心状のリング状突起でも、台形
状でもよく１または２以上設けることができる。また、
図６に示すように底部に適当な大きさの凸状突起部６を
複数設けて接地面積を増加させることができる。

【００１０】２ピース缶体としてはスズメッキ鋼板ある
いはアルミニウム板を用いたＤＩ缶やティンフリースチ
ールを用いたタルク缶が使用され、３ピース缶体として
はスズメッキ鋼板あるいはティンフリースチール（以下
ＴＦＳという）を用いた溶接缶や接着缶が使用される。
缶体または缶底あるいは下蓋部がアルミニウム材で構成
されている場合はスチール材で構成されている場合より
加熱効率は高いことが本発明者らの研究によりわかっ
た。これはアルミニウム材の熱伝導率がスチールのそれ
よりも高いため伝熱ロスが少なくなることと伝熱量が大
きくなるためと考えられる。したがって、缶体または缶
底あるいは下蓋部をアルミニウム材で構成することによ
り加熱効率向上の効果がある。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 図７で示ずフイルムをラミネートしたＴＦＳ薄板を深絞
り成形した径５２．５ｍｍ、高さ１０５ｍｍのタルク缶
であって底部にリング状の巾の広い接地部７を形成し接
地面積を３６７．６ｍｍ^２とした。接地面積は底面積の
１７．３％である。

【００１２】実施例２〜３ 接地面積と全底部面積に対する接地面積の比率を表１の
通りにした以外は実施例１と同様にしてタルク缶とし
た。

【００１３】実施例４ 図８に示すフイルムをラミネートしたＴＦＳ薄板を深絞
り成形した径５２．５ｍｍ、高さ１０５ｍｍのタルク缶
であって底部に２つの同心円のリング状巾の広い接地部
８を形成し接地面積を５４６．６ｍｍ^２とした。接地面
積は底面積の２５．７％である。 実施例５ 接地面積を７３５．１ｍｍ^２とした他は実施例４と同様
にした。接地面積は底面積の３４．６％である。

【００１４】実施例６ 図９に示すフイルムをラミネートしたＴＦＳ薄板を深絞
り成形した径５２．５ｍｍ、高さ１０５ｍｍのタルク缶
であって、底中央部に接地突起９を形成し接地面積を３
１４．２ｍｍ^２とした。接地面積は底面積の１５％であ
る。 実施例７〜８ 接地面積と缶底部面積に対する接地面積の比率％を表１
とした以外は実施例６と同様にしてタルク缶とした。

【００１５】実施例９ 図１０に示すＴＦＳ薄板を別々に成形した上蓋４と下蓋
５および同じ薄板を接着した缶胴１からなり、缶胴に蓋
を夫々巻き締めた３ピース缶体であって、カウンターシ
ンクＬの深さは４．１ｍｍの長さであり、接地面積は４
３．９ｍｍ^２である。缶胴の外径は５２．５ｍｍ、高さ
１０５ｍｍである。接地面積は全底部面積の２．０％で
ある。

【００１６】実施例１０ 図１１に示すＴＦＳ薄板を別々に成形した上蓋４と下蓋
５および同じ薄板を接着した缶胴１からなり、缶胴に蓋
を夫々巻き締めた３ピース缶体であって、巻締め部は平
坦な接地部１０であって、接地面積は３７７．０ｍｍ^２
である。接地面積は全底部面積の１７．８％である。 実施例１１、１２ 接地面積を表１に示すようにした他は実施例１０と同様
にした３ピース缶体である。

【００１７】実施例１３ 図１２に示すＴＦＳ薄板を別々に成形した上蓋４と下蓋
５および同じ薄板を接着した缶胴１からなり、缶胴に蓋
を夫々巻き締めた３ピース缶体であって、接地部は下蓋
に設けた外方に突出するリング状突起１１であり、接地
面積は５４６．６ｍｍ^２である。接地面積は全底部面積
の２５．７％である。 実施例１４ 接地面積を７３５．１ｍｍ^２とした他は実施例１３と同
様にした３ピース缶体である。

【００１８】実施例１５ 図１３に示すＴＦＳ薄板を別々に成形した上蓋４と下蓋
５および同じ薄板を接着した缶胴からなり、缶胴に蓋を
夫々巻き締めた３ピース缶体であって、接地部は下蓋中
央部に設けた外方に突出する突起１２であり、接地面積
は３１４．２ｍｍ^２である。接地面積は全底部面積の１
５％である。 実施例１６〜１８ 接地面積を表１に示すようにした他は実施例１５と同様
にした３ピース缶体である。

【００１９】実施例１９ 図１４に示すアルミニウム薄板を絞り、しごき加工した
２ピース缶体であって、蓋４と巻き締めた缶である。接
地部７の接地面積は１３０．４ｍｍ^２である。接地面積
は全底部面積の６．０％である。

【００２０】実施例２０ 図４と同じ形状であるが下蓋５をアルミニウム薄板で形
成し、缶胴１と上蓋４はＴＦＳ薄板で形成した平らな下
蓋の３ピース缶体であって、カウンターシンクの深さは
４．２ｍｍであり、接地面積は４３．９ｍｍ^２である。
接地面積は全底部面積の２．０％である。

【００２１】比較例１ 図１に示されるフイルムをラミネートしたＴＦＳの薄板
を深絞り成形した従来のタルク缶であって、リング状の
接地部１は線接触接地部となっている。ボトムシンクの
高さは２．８ｍｍであり、接地面積は２８．８ｍｍ^２で
ある。接地面積は全底部面積の１．３３％である。 比較例２ 図４に示される、従来の上蓋４と下蓋５と缶胴１をＴＦ
Ｓ薄板で夫々成形し、缶胴は接着して形成した３ピース
缶体であって、カウンターシンクは６．１ｍｍであり、
接地面積は３１．６ｍｍ^２である。接地面積は全底部面
積の１．４４％である。 比較例３ カウンターシンクを４．１ｍｍとし、接地面積を３１．
６ｍｍ^２とした以外は比較例２と同じにした３ピース缶
体である。接地面積は全底部面積の１．４４％である。

【００２２】比較試験 段ボール箱に囲まれた７０℃から９０℃に設定されてい
るホットプレートに液体（水を使用した）を同量充填し
た実施例および比較例の各缶種を１０缶載せ、各缶内の
ほぼ中間点の内容液の温度上昇の過程を熱電対で測定し
た。 （評価方法）比較試験により各缶種の内容液の温度上昇
を測定して、１５℃から５５℃になるまでの経過時間
（秒）を計った。また、比較例の昇温時間ＴＯに対する
実施例の昇温時間Ｔｎの短縮率（（ＴＯ−Ｔｎ）／ＴＯ
＊１００％）を求めた。昇温時間が短いほど、また、昇
温時間短縮率が大きいほど加熱効率向上の効果が大きく
なる。測定結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】（註）昇温経過時間は缶内の水が１５℃か
ら５５℃になる経過時間である。昇温短縮率は比較例の
昇温時間ＴＯに対する実施例の昇温時間Ｔｎの短縮率で
あって（ＴＯ−Ｔｎ）／ＴＯ＊１００％で示され、実施
例１〜８は比較例１と、実施例９は比較例２と、実施例
１０〜１８は比較例３と対比した。実施例１９は比較例
３と対比した。実施例２０は比較例３と対比した。表１
中の接地面積は全底部面積に対する接地面積の％であ
る。

【００２５】実施例１〜８と比較例１の測定結果を対比
すると、実施例１〜８は全底部面積に対する接地面積の
比率は約１５％〜６０％を占めていて、昇温時間短縮率
はほぼ比例して上昇しているのがわかった。したがっ
て、全底部面積に対する接地面積の比率が１００％まで
昇温時間短縮率は上昇傾向にある。また、１５％より以
下の場合も比較例１に対して昇温時間短縮率が大きい。
すなわち、比較例１より接地面積が大きければ昇温時間
短縮率は大きくなり、加熱効率向上の効果がある。実施
例９と比較例２の測定結果を対比すると、カウンターシ
ンクは浅い方が加熱効率が高いことがわかる。したがっ
て接地面積が増加すれば加熱効率が向上することがわか
る。

【００２６】実施例１０〜１８と比較例３の測定結果を
対比すると、比較例３での昇温時間は約６７００秒であ
ったが、実施例１０から１８の巻締め部巾広平坦接地部
の缶、リング状接地部の缶及び中央凸状接地部の缶では
その形状に関わらず、昇温時間はほぼ接地面積に反比例
して低減しているのがわかった。しかし、２ピース缶体
と異なっている点として接地面積が４００ｍｍ^２程の領
域において昇温時間はかなり短くなることがわかった。
すなわち、３ピース缶体の場合は接地面積が少しでも大
きくなると昇温時間がかなり短縮できる効果がある。ま
た、実施例１０から１８は全底部面積に対する接地面積
の比率は約１５％から約８５％の間を占めていて、昇温
時間短縮率はほぼ比例して上昇しているのがわかった。
したがって、全底部面積に対する接地面積の比率が１０
０％までは昇温時間短縮率が上昇傾向にある。また、１
５％より以下の場合も比較例３に対して昇温時間短縮率
が大きい。また、全底部面積に対する接地面積の比率が
２０％位までに昇温時間短縮率は大きく変化しているこ
とがわかる。したがって、３ピース缶体の場合は接地面
積の増加が少しでも加熱効率の向上が効果は大きいこと
がわかった。すなわち、比較例３より接地面積が大きけ
れば昇温時間短縮率は大きくなり、加熱効率向上の効果
があることが証明された。

【００２７】実施例１９、２０と比較例３の測定結果を
対比すると、昇温時間は実施例１９が５３００秒、実施
例２０が５７２０秒比較例３が６６５５秒であった。実
施例１９、２０とも昇温時間が短いことがわかった。昇
温時間短縮率は、実施例１９が２０．４％であり、実施
例２０が１４０％である。したがって、実施例１９、２
０のようにアルミ製の缶底や缶蓋の場合、ＴＦＳ製のも
のと比較して加熱効率向上の効果があることがわかっ
た。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、缶底あるいは底蓋部の接
地面積を大きくしたのでキャンウォーマー等のように缶
底から加温する装置により内容液を温める場合加熱効率
を向上させる効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】２ピース缶体の概略図である。

【図２】２ピース缶体のもう一つの概略図である。

【図３】２ピース缶体のさらにもう一つの概略図であ
る。

【図４】３ピース缶体の概略図である。

【図５】２ピース缶体の缶底に複数の凸状接地部を設け
た説明図である。

【図６】３ピース缶体の缶底蓋に複数の凸状接地部を設
けた説明図である。

【図７】底部にリング状の巾広の接地部を設けた２ピー
ス缶体の説明図である。

【図８】底部に２つの同心円のリング状の巾広の接地部
を設けた２ピース缶体の説明図である。

【図９】底中央部に接地突起を形成した２ピース缶体の
説明図である。

【図１０】実施例９の３ピース缶体の説明図である。

【図１１】下蓋の巻締め部が平坦な接地部である３ピー
ス缶体の説明図である。

【図１２】下蓋に設けた外方に突出するリング状突起の
ある３ピース缶体の説明図である。

【図１３】下蓋中央部に突出する突起のある３ピース缶
体の説明図である。

【図１４】アルミ製缶胴と缶底の２ピース缶体の説明図
である。

【符号の説明】

１ 缶胴部 ２ ボトムシンク ３ 巻締め部 ４ 上蓋 ５ 下蓋 ６ 凸状接地部 ７ 巾広接地部 ８ リング状接地部 ９ 中央接地突起 １０ 平坦な接地部 １１ リング状突起 １２ 外方に突出した突起 １３ 接地部 １４ 三角状の凹み Ｌ カウンターシンク

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板材で成形した缶体であって、底部
   の接地面積を底部面積の２％〜１００％とした加熱効率
   を改善した缶体。
2. 【請求項２】 缶体が２ピース缶体であって、底周縁の
   接地部の巾を広くした、請求項１に記載された加熱効率
   を改善した缶体。
3. 【請求項３】 缶体が２ピース缶体であって、底中央部
   を外方に突出する凸状の接地部を１または１以上配置し
   た、請求項１または２に記載された加熱効率を改善した
   缶体。
4. 【請求項４】 缶体が２ピース缶体であって、底部のパ
   ネルに外方に突出するリング状の接地部を１または２以
   上配置した、請求項１ないし３のいずれか１項に記載さ
   れた加熱効率を改善した缶体。
5. 【請求項５】 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋の
   カウンターシンクを４．５ｍｍ〜３ｍｍの浅い形状とし
   た、請求項１に記載された加熱効率を改善した缶体。
6. 【請求項６】 缶体が３ピース缶体であって、巻締め接
   地部を巾広に平坦にした、請求項１または５に記載され
   た加熱効率を改善した缶体。
7. 【請求項７】 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋に
   パネルに外方に突出する凸状の接地突起を１または２以
   上配置した、請求項１、５、６のいずれか１項に記載さ
   れた加熱効率を改善した缶体。
8. 【請求項８】 缶体が３ピース缶体であって、缶底蓋の
   パネルに突出するリング状の凸状の接地部を１または２
   以上配置した、請求項１、５、６、７のいずれか１項に
   記載された加熱効率を改善した缶体。
9. 【請求項９】 缶底または底蓋部がアルミニウム材から
   構成されている、請求項１ないし８のいずれか１項に記
   載された加熱効率を改善した缶体。