JP7673155B2

JP7673155B2 - 発泡性飲料用缶、及びその製造方法

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Publication number: JP7673155B2
Application number: JP2023187772A
Authority: JP
Inventors: 徹古原; 隆平黒田; 亮一関; 徹哉夏本; 高康池田
Original assignee: Artience Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2023-11-01
Publication date: 2025-05-08
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: JP7458172B2; JP2024003077A; JP2021080014A

Description

本発明は、発泡性飲料用缶、及びその製造方法に関する。

ビールなどの発泡性飲料は、多くの場合、容器に充填されて提供される。発泡性飲料の重要な特性の１つは、発泡性である。飲用時に適切な量の泡が得られるように、各種の検討がなされている。

発泡性を高めるために、容器の構造に工夫を施したものも知られている。しかし、容器の構造によって発泡性を高めた場合には、発泡性飲料を容器に充填する際にも発泡が生じ、所望する量の飲料を充填することが難しくなる場合がある。

上記に関連して、特許文献１（特許４７５８６９３号）には、充填性に悪影響がなく、かつ開缶時の泡立ち性を良好に向上させることができる発泡性飲料用缶を提供することを目的とした技術が開示されている。特許文献１には、発泡性飲料用缶において、缶の内面に有機樹脂被覆層が設けられている点、所定の大径粒子が所定量で混合された有機樹脂被覆材が前記缶の内面積の２０％以上６０％以下を占めるとともに、所定の小径粒子が所定量で混入された有機樹脂被覆材が前記缶の内面積の残部を占める点、及び、大径粒子の少なくとも一部が離脱して生じた凹部または残留して生じた凸部と、小径粒子が離脱して生じた凹部とが有機樹脂被覆層に形成されている点が記載されている。

特許４７５８６９３号

本発明者らは、充填性を損なうことなく、発泡性を更に向上させたいと考えている。そこで、本発明の課題は、充填性を損なうことなく、発泡性を更に向上させることのできる、発泡性飲料用缶及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、缶の内面に所定の構造を形成することによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下の手段により実現される。
［１］上面と、下面と、胴部とを有し、少なくとも前記胴部の内面に、１０～６０μｍの平均直径を有する複数のカルデラ状構造が設けられており、前記複数のカルデラ状構造の個数が、１ｍｍ²あたり７～３０個である、発泡性飲料用缶。
［２］前記複数のカルデラ状構造の平均深さが、５～２０μｍである、［１］に記載の発泡性飲料用缶。
［３］少なくとも前記胴部の内面には、樹脂層が設けられており、前記カルデラ状構造は、前記樹脂層に形成されている、［１］又は［２］に記載の発泡性飲料用缶。
［４］前記上面が、フルオープン形式で開栓するように構成された缶蓋により形成されている、［１］乃至［３］のいずれかに記載の発泡性飲料用缶。
［５］前記カルデラ状構造は、前記胴部の内面の９５％以上の領域に設けられている、［１］～［４］のいずれかに記載の発泡性飲料用缶。
［６］上面と、下面と、胴部とを有する発泡性飲料用缶の製造方法であって、少なくとも前記胴部の内面、又は、前記胴部の内面になる予定の領域に、樹脂及びワックスを含む塗料を塗装する工程と、前記塗装された塗料を加熱処理することにより、樹脂層を形成させ、ワックスを脱離させる工程を備え、前記塗料中の前記ワックスの平均粒径が１２～２５μｍであり、塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対するワックスの含有量が１．５～５質量部である、製造方法。
［７］前記ワックスが、ポリエチレンワックスを含む、［６］に記載の製造方法。
［８］前記塗料が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、及びウレタン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、［６］又は［７］に記載の製造方法。
［９］［１］乃至［５］のいずれかに記載された飲料用缶と、前記飲料用缶に充填された発泡性の飲用可能液と、を備える、発泡性飲料。

本発明によれば、充填性を損なうことなく、発泡性をより向上させることのできる、発泡性飲料用缶及びその製造方法が提供される。

図１は、胴部の内面を示す顕微鏡写真である。図２は、各カルデラ状構造を概略的に示す胴部の部分断面図である。図３は、市販の金属缶の胴部における内面を示す顕微鏡写真である。図４は、樹脂層を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る発泡性飲料用缶は、上面と、胴部及び下面を有している。胴部及び下面は一体化又は接合状態にある、有底筒状であり、上部の開口部が、上面によって開栓可能に閉じられている。

胴部の内面には、ほぼ全面（９５％以上の領域）に、複数のカルデラ状構造が設けられている。図１は、胴部の内面を示す顕微鏡写真である。また、図２は、各カルデラ状構造を概略的に示す胴部の部分断面図である。
図１及び図２に示されるように、各カルデラ状構造は、正面から見た場合に閉じた形状（概ね円形）を有する凸部２と、凸部２の内側に設けられた凹部３とを有している。
複数のカルデラ状構造の平均直径は、１０～６０μｍであり、好ましくは１５～５０μｍ、より好ましくは２０～４０μｍである。尚、各カルデラ状構造の直径は、凸部２の直径を意味する（図２における直径ａ参照）。各カルデラ状構造の直径は、顕微鏡写真により求めることができる。

複数のカルデラ状構造の平均深さは、例えば５～２０μｍであり、好ましくは７～１３μｍである。各カルデラ状構造の深さとは、凸部２の高さと、凹部３における最低部の高さとの差（図２における深さｂ参照）である。尚、図２に示されるように、凸部２の高さに差がある場合には、凸部２の頂点同士を結ぶ線と、凹部３との間の距離を、深さｂとして求めることができる。各カルデラ状構造の深さは、例えば、レーザー顕微鏡を用いて求めることが可能である。

複数のカルデラ状構造の個数は、１ｍｍ²あたり、例えば７～３０個であり、好ましくは８～２０個である。カルデラ状構造の個数が１ｍｍ²あたり７個以上であれば、高い発泡性能を得ることができる。また、カルデラ状構造の個数が１ｍｍ²あたり３０個以下であれば、充填性が損なわれることもない。

好ましくは、本実施形態に係る発泡性飲料用缶は、金属製である。また、好ましくは、胴部の内面には、金属層上に塗料を塗装・乾燥して得られた樹脂層が設けられており、カルデラ状構造はその樹脂層に形成されている。
尚、本発明において、「樹脂層」とは、塗装された塗料を乾燥させた後の層であることを意味し、乾燥前の塗料の層とは区別されている点に留意されたい。

好ましくは、本実施形態に係る発泡性飲料用缶は、フルオープン形式である。すなわち、上面は、フルオープン形式で開栓するように構成された缶蓋を構成している。フルオープン形式とは、開栓時に、上面の全てが胴部から離れるような構成を言う。

尚、図３は、市販の金属缶の胴部における内面を示す顕微鏡写真である。図１と図３とを比較すると明らかなように、市販の金属缶の内面には、カルデラ状構造は見られない。

続いて、上述した発泡性飲料用缶の製造方法の一例について説明する。
本実施形態に係る製造方法は、樹脂及びワックスを含む塗料を塗装する工程と、続けて塗装された塗料を加熱処理することにより、内面に樹脂層を形成し、ワックスを脱離させる工程（以下、焼き付け工程ともいう）を含む。
なお、内面に樹脂層を有する缶体を形成する方法としては、絞りしごき加工により予め有底筒状の缶体を形成した後、スプレー塗装により本発明に係る塗料を塗装し焼き付けを行うことで樹脂層を形成する（得られた缶はツーピース缶と呼ばれる）方法や、金属板の内面となる予定の領域に本発明に係る塗料を塗装し焼き付けを行うことで樹脂層を形成した後、樹脂層を有する金属板を筒状に成形し下面となる缶底を巻き締めることで有底筒状の缶体を得る（得られた缶はスリーピース缶と呼ばれる）方法などが挙げられる。

以下に、塗料の塗装及び焼き付け工程について説明する。
塗料としては、樹脂製のものが好ましく用いられる。塗料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等が用いられる。
焼き付け後の樹脂層の厚みは、例えば１～１０μｍ、好ましくは３～８μｍである。
ワックスの平均粒径は、１２～２５μｍであり、好ましくは１５～２０μｍである。ここでいう平均粒径とは、体積換算で頻度累積が５０％となる粒子径（Ｄ５０）を指し、ワックスを２０質量％程度含む水分散体を水で５００倍に希釈したものを動的光散乱式粒度分布測定装置（日機装社製「マイクロトラックＳ３５００」）にて測定した値である。
塗料中のワックスの含有量は、塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して１．５～５質量部、好ましくは２．０～４．０質量部である。
ワックスとしては、軟化点が９０～１６０℃、好ましくは１１０～１４０℃のものが用いられる。
ワックスとしては、好ましくはポリエチレンワックスが用いられる。
ワックスとしては、粉末・ペースト・水ないしは溶剤分散体の形態のものを適宜用いることができるが、塗料中の分散安定性の点から、水ないし溶剤分散体のものを用いることが好ましい。

本発明における塗料の塗装方法は、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレー等のスプレー塗装、ロールコーター塗装、浸漬塗装、電着塗装等が好ましく、スプレー塗装がより好ましい。
塗料の乾燥及び均一な樹脂層の形成のため、塗装の後速やかに焼き付け処理を行うことが好ましい。
焼き付け工程における条件は、塗料の乾燥・樹脂層形成が可能な条件を適宜選択できるが、１５０～２８０℃で１０秒間～３０分間程度が好ましい。また、この焼き付けの際にワックスを溶融させることで塗膜からの脱離を生じさせるためには、１８０～２８０℃で１分間～３０分間程度がより好ましい。
図４は、樹脂層５を模式的に示す断面図である。図４に示されるように、塗料を塗装・乾燥させることによって、まず水や溶剤の揮発が生じ、樹脂層５が形成される。ここで、ワックス４は、樹脂層５に埋め込まれるように一旦配置される。また、ワックス４の上部は、樹脂層５の表面に露出する。続いて、ワックス４が溶融し、樹脂層５の凹部から脱離することにより、図２に示したようなカルデラ状構造が形成される。

その後は、当業界で通常使用されている方法と同様に、飲料用缶が製造され、缶に飲用可能液が充填され、密封される。
飲用可能液の充填は、好ましくは低温（例えば１～２０℃）で行われる。

以上説明したように、本実施形態によれば、特定の平均粒径を有するワックスが特定の量で含まれる塗料を使用することによって、特定のサイズのカルデラ状構造が、特定の密度で胴部の内面に形成される。そして、このような特殊な構造が胴部に形成された発泡性飲料用缶を用いることにより、充填性を犠牲にすることなく、極めて高い発泡性を実現することができる。

尚、本実施形態に係る発泡性飲料用缶に充填される飲用液は、発泡性の液体であればよく、特に限定されない。好ましくは、充填される飲用液は、ビールである。本実施形態に係る発泡性飲料用缶にビールを充填した場合、開栓と同時に缶の内面から泡が発生し、泡とビールとを併せて飲用できる。
また、ビール以外の飲料を充填した場合であっても、発泡に伴い香気成分が揮散するため、内容物の風味を強く感じることができる。
好ましくは、発泡性飲料は、ガス圧が２～４ガスボリュームである。

以下、本発明をより詳細に説明するため、本発明者らによって行われた実施例について説明する。

（例１）
下面及び胴部を有するアルミニウム製の容器（３５０ｍｌ容）を準備した。また、平均粒径が１７μｍ、軟化点１３０℃のポリエチレン製ワックスを塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して３質量部含む水性エポキシアクリル系塗料を準備した。準備した塗料を、容器の胴部内面の全面にスプレー塗装により塗装し、続けて２００℃で２分間加熱し、例１に係る飲料用缶を得た。胴部樹脂層の厚みは、平均５μｍであった。

（例２）
塗料中のワックスの含有量を塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して１質量部に変更した点を除いて例１と同様の方法を用いて、例２に係る飲料用缶を得た。

（例３）
ワックスを、平均粒径が１０μｍのポリエチレン製ワックスに変更した。また、塗料中のワックスの含有量を塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して３質量部とした。その他の点は例１及び例２と同様の方法を用いて、例３に係る飲料用缶を得た。

（例４）
ワックスを、平均粒径が１０μｍのポリエチレン製ワックスに変更した。また、塗料中のワックスの含有量を塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して１０質量部とした。その他の点は例１～３と同様の方法を用いて、例３に係る飲料用缶を得た。

（発泡性能）
例１～４の各飲料用缶に、液温２℃のビールを３５０ｍｌ充填し、開口部をフルオープン型の缶蓋により閉じた。次いで、缶蓋を開栓し、開口部から泡が盛り上がるまでの時間（以下、ハット時間という）を測定した。測定は、例１～４のそれぞれにつき、５回実施した。結果を表１に示す。

表１に示されるように、ワックス平均粒径が１７μｍであり、ワックス含有量が塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して３質量部である例１が、他の例２～４よりも、ハット時間が短い傾向にあった。すなわち、例１は、例２～４に比べて高い発泡性を有していた。

（充填性）
例１及び例２に係る飲料用缶それぞれ１００本に、１本あたりの充填量を３６７ｇと設定した上で液温２℃のビールを充填し、缶蓋を巻き締めた。当該飲料用缶からそれぞれ７２本抽出し、１本ずつ質量（ｇ）を測定した。結果を表２に示す。

表２の結果から、例１及び例２に係る飲料用缶は、いずれも、充填性に問題が無いことが判った。

（カルデラ状構造の計数）
例１及び例２に係る飲料用缶について、胴部内面を顕微鏡により観察し、１ｍｍ×１ｍｍの領域内におけるカルデラ状構造の数をカウントした。尚、図１に示した写真は、例１に係る飲料用缶のものである。
各実施例において、５箇所の領域について、カルデラ状構造の数をカウントした。結果を表３に示す。

表３に示されるように、例１に係る飲料用缶においては、１ｍｍ²あたり、平均して約１２個のカルデラ状構造が観察された。一方、例２に係る飲料用缶においては、１ｍｍ²あたりのカルデラ状構造の数は、約６個であった。

（カルデラ状構造のプロファイル）
例１に係る飲料用缶の胴部内面をレーザー顕微鏡で観察し、カルデラ状構造のプロファイルを測定した。具体的には、カルデラ状構造の直径（凸部の直径）と、深さ（凸部と凹部の高さの差）とを測定した。測定は、５個のカルデラ状構造について行った。結果を表４に示す。

表４の結果から、例１に係る飲料用缶に形成されたカルデラ状構造の直径は、平均して約３１μｍであった。また、深さは、平均して約１１μｍであった。

以上の表１～４の結果を総合すると、以下のことが理解される。
例１に係る飲料用缶は、充填性を損なうことなく、例２～４に係る飲料用缶に比べて発泡性が向上することが判った。この例１に係る飲料用缶は、平均粒径が１７μｍのワックスを塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対して３質量部含有する塗料を用いて胴部の内面を被覆した缶であり、表３に示されるように、１ｍｍ²あたり約１２個のカルデラ状構造が形成されていた。更に、カルデラ状構造の平均直径は約３１μｍであり、平均深さは約１１μｍであった。

１カルデラ状構造
２凸部
３凹部
４ワックス
５樹脂層

Claims

上面と、下面と、胴部とを有する発泡性飲料用缶の製造方法であって、
少なくとも前記胴部の内面、又は、前記胴部の内面になる予定の領域に、樹脂及びワックスを含む塗料を塗装する工程と、
前記塗装された塗料を１８０～２８０℃で１分間～３０分間加熱処理することにより、樹脂層を形成させ、ワックスを脱離させる工程を備え、
前記塗料中の前記ワックスの平均粒径が１２～２５μｍであり、前記塗料中の前記ワックスの軟化点が９０～１６０℃であり、塗料中の不揮発成分（ワックスを除く）１００質量部に対するワックスの含有量が１．５～５質量部である、製造方法。
前記ワックスが、ポリエチレンワックスを含む、請求項１に記載の製造方法。
前記塗料が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、及びウレタン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂を含む、請求項１又は２に記載の製造方法。