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スチール缶、ブリキ缶、ブリキ缶（特にイギリス英語、オーストラリア英語、カナダ英語、南アフリカ英語）、または缶は、商品の流通や保管のために薄い金属で作られた容器です 。缶の中には、缶切りなどの道具で上部のパネルを取り外して開けるものもあれば、道具を使わずに手で蓋を取り外せるものもあります。缶には、食品、飲料、油、化学薬品など、さまざまな内容物を保管できます。広い意味では、例えばアルミニウム製であっても、金属製の容器はすべて「ブリキ缶」と呼ばれることがあります。[ 1 ] [ 2 ]
スチール缶は従来、ブリキで作られていました。ブリキのコーティングによって、中身が錆びるのを防いでいたのです。ブリキ缶は今でも、特にフルーツジュースや淡色の果物の缶詰に使われています。現代の缶は、ブリキの代わりに、さまざまなプラスチックで作られた透明なフィルムで内側を覆ったスチールで作られることが多くなっています。初期の缶は、鉛含有量の多いはんだで接合されることが多かったため、鉛中毒を引き起こす可能性があり、実際に引き起こされました。
缶はリサイクル率が高く、スチール缶の約65%がリサイクルされている。[ 3 ]
オランダ人は食品を缶詰にした最初の民族として知られており、1772年にはすでにオランダ海軍が洗浄して塩水で調理した鮭を錫メッキの鉄箱に入れて運んでいたと報告されている。[ 4 ] フランスの発明家ニコラ・アペールは1800年代初頭にガラス容器での食品保存の実験を行った。
フランス人のフィリップ・ド・ジラールは、1810年にイギリスの商人ピーター・デュランドにこの製法のイギリス特許を取得させた。[ 5 ] [ 6 ]デュランドは食品缶詰事業には取り組まなかったが、1812年に特許を2人のイギリス人、ブライアン・ドンキンとジョン・ホールに売却した。彼らは製法と製品を改良し、ロンドンのサザーク・パーク・ロードに世界初の商業缶詰工場を設立した。1813年までに、彼らはイギリス海軍向けに最初のブリキ缶詰を生産していた。1820年までに、ブリキ缶は火薬、種子、テレピン油の容器として使われるようになった。
初期のブリキ缶は、鉛と錫の合金でろう付けして密封されていましたが、鉛中毒を引き起こす可能性がありました。1870年代には自動ろう付け機が登場し始め、19世紀末には缶の材料として鉄に代わって鋼鉄が使われるようになりました。1888年にマックス・アムスがロック式サイドシームを発明し、ろうが缶の外側にのみ使用され、食品に触れない「衛生缶」のデザインが生まれました。現代の3ピース構造は1904年に遡ります（ニューヨークのサニタリー・キャン・カンパニー）。[ 7 ]
1901年、米国でアメリカン・キャン・カンパニーが設立され、当時米国で生産されるブリキ缶の90%を製造していました。[ 8 ] 1908年にニューヨークのサニタリー・キャン・カンパニーを買収し、3ピース構造のデザインが1920年代初頭までに他のすべての缶に取って代わりました。それ以降、缶はほとんど変化していませんが、技術の進歩により鋼鉄の使用量が20%、ブリキの使用量が50%削減されました[ 7 ]（現代の缶は99.5%が鋼鉄です）。[ 9 ]
1920年代の技術進歩により缶のコストがさらに低下した時点で、ブリキ缶の食品はすでにさまざまな国でかなり人気がありました。[ 10 ] ： 155-170、265-280 1935年に金属缶入りのビールが初めて販売され、すぐに売れ行きが好調でした。[ 10 ]： 155-170、265-280アメリカン・キャン・カンパニーによるこれらの3ピース缶の生産は、材料不足のため第二次世界大戦中に停止され、戦後、側面の継ぎ目がなく円錐形の蓋が付いた最初の2ピース缶が導入されました。アルミニウムの使用は、1958年のプリモビールから始まりました。[ 11 ]
21世紀初頭には約600種類の缶が使用されており、最も人気があったのは側面に継ぎ目があり両端が二重に縫い合わされた3ピース構造で、次いで側面と底が一体となった2ピース構造であった。 [ 9 ]
ほとんどの缶は、上下が同じ形状で平行な円筒形で、側面は垂直です。しかし、容量が小さい缶や特殊な形状の缶では、上下が角丸の長方形や楕円形になる場合があります。また、やや円錐形の缶が適している場合もあります。
ほとんどの缶の製造工程では、少なくとも1つのリム（缶本体の外径よりわずかに大きい細いリング状の部分）が形成されます。リム付き缶の平らな面は、リムの端から（缶の中央に向かって）リムの幅とほぼ同じだけ奥まっています。この奥まった面に隣接するリムの内径は、缶本体の内径よりわずかに小さくなっています。
3ピース構造の缶は、上部と下部に縁があります。2ピース構造の場合、1つは平らな上部、もう1つは（おおよそ）円筒形の側壁と丸い底部を組み合わせた深絞り加工のカップ状の部品です。側壁と底部の間の移行部は通常、緩やかです。このような缶は上部に1つの縁があります。一部の缶には、上部にスライドさせて取り付ける、またはヒンジで開閉する別個の蓋が付いています。
2ピースのスチール缶は、底と側面を「絞り」で成形し、上部に「端」を追加することで製造できます。これらの缶には側面の継ぎ目がありません。缶は、別体の差し込み式または摩擦嵌合式の 蓋、およびヒンジで取り付けられた蓋で製造できます。さまざまな簡単な開閉方法が利用可能です。[ 12 ]
20世紀半ば、一部の乳製品は、構造が異なっていたため、縁がほとんどない缶に詰められて販売されていた。この場合、平らな面に穴が開いており（ほぼ満杯の缶に中身を充填するため）、充填後に溶融ハンダの滴を滴下して密封していた。このハンダ栓から溶け出した鉛が牛乳に危険なレベルで含まれているのではないかという懸念が生じた。
スチール缶は飲料容器として便利な理由がいくつかあります。スチール缶はカートンやプラスチックよりも強度が高く、ガラスよりも割れにくいため、輸送中に製品を保護し、漏れやこぼれを防ぎ、二次包装の必要性も減らします。[ 13 ] [ 14 ]
スチールやアルミニウムの包装は光、水、空気から完全に保護し、再封可能な蓋のない金属缶は、あらゆる包装材料の中で最も改ざんが見やすいものの一つです。[ 15 ]スチール缶に詰められた食品や飲料は、保存剤を必要とせずに、作りたてと同等のビタミン含有量を持っています。[ 15 ]また、スチール缶は製品の賞味期限を延ばし、販売期限や消費期限を長くすることができ、廃棄物を削減します。[ 13 ]
常温包装媒体であるスチール缶は、サプライチェーンで冷却する必要がないため、物流と保管が簡素化され、エネルギーとコストが節約されます。[ 13 ]同時に、スチールの比較的高い熱伝導率により、缶入り飲料はガラス瓶やプラスチックボトル入りの飲料よりもはるかに速く簡単に冷えます。[ 16 ]
現在広く使われている缶詰で、主としてまたは完全に錫でできているものはない。[ 18 ] 20世紀後半までは、ほとんどすべての缶詰はブリキ鋼で作られていた。鋼は安価で構造的に強靭だったが、錆びやすかった。錫コーティングは、湿った食品が鋼を腐食するのを防いでいた。現在、ほとんどすべてのスチール製食品缶詰の耐腐食性コーティングは、錫ではなくプラスチックでできている。一部のメーカーは代わりにガラス質エナメルを使用している。[ 19 ]
スズは耐腐食性がありますが、果物や野菜などの酸性食品はスズ層を腐食させる可能性があります。200 mg/kg のスズを含む缶詰食品を摂取した後に吐き気、嘔吐、下痢が報告されています。[ 20 ] 2002 年の研究では、検査された 1,200 缶のうち 99.5% が英国の規制限度である 200 mg/kg のスズを含まず、これまでのほとんどの研究よりも改善されていることが示されました。これは主に酸性食品に完全にラッカー塗装された缶の使用が増加したことによるものです。彼らは、この結果は消費者の長期的な食品安全上の懸念を引き起こさないと結論付けました。基準を満たしていない 2 つの製品は自主的に回収されました。[ 21 ]
スズ不純物の証拠は、食品の変色（例えば梨）によって示されることがあるが、変色がないからといって食品がスズで汚染されていないとは限らない。[ 22 ]
鉛はどんな量でも健康に有害です。乳幼児や子供は鉛が脳の発達に悪影響を与えるため、より深刻な影響を受けます。[ 23 ]
1991年11月、米国の缶製造業者は自主的に食品缶の鉛継ぎ目を廃止した。輸入食品缶には引き続き鉛ろう付け継ぎ目が使用されていた。[ 24 ] [ 19 ]
1995年、米国FDAは、国内産および輸入食品缶の両方を含む、鉛はんだ付けされた食品缶を禁止する規則を発布した。[ 25 ] [ 19 ]
多くの金属製食品缶は、食品が缶を腐食するのを防ぐためにプラスチックで内張りされています。[ 26 ]これらの内張りから汚染物質が缶詰食品に溶け出す可能性があります。[ 27 ]これらの汚染物質の中には、健康に害を及ぼすことが知られている物質もありますが、缶詰食品から摂取される量が害を引き起こすのに十分な量であるかどうかはわかりません。[ 28 ]
他の物質の中でも、食品缶のプラスチックライニングにはビスフェノールA（BPA）が含まれていることが多い。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]缶詰食品を多く食べる妊婦は尿中のBPA濃度が高い。[ 33 ]
缶の内張りに含まれるその他の成分、新しいBPAフリーの缶の内張りも、健康被害を引き起こすことが知られている。[ 34 ]
ビスフェノールA（BPA）は、市販のブリキ缶のプラスチックライニングに含まれる物議を醸す化学物質であり[ 36 ]、缶詰食品に移行します。缶の内側は、食品や飲料が金属に接触するのを防ぐためにエポキシコーティングで覆われています。食品が缶の中に長く留まり、温度が高く酸性度が高いほど、BPAが溶け出す量が多くなります。2010年9月、カナダはBPAを毒性物質と宣言した最初の国となりました[ 37 ] [ 38 ] 。欧州連合とカナダでは、哺乳瓶でのBPAの使用が禁止されています。FDAはBPAを規制していません（BPA論争#米国の公衆衛生規制の歴史を参照）。キャンベルスープなどのいくつかの企業は、缶のライニングからBPAを排除する計画を発表しましたが[ 36 ]、どの化学物質で置き換える予定なのかは明らかにしていません。 （BPA論争#化学メーカーの禁止措置への反応を参照。）
2016年、BPAはカナダの食品缶の内張りに広く使用されていた。[ 39 ] 2008年8月現在カナダ保健省食品局は、「食品包装の使用による現在のBPAの食事性曝露は、新生児や乳児を含む一般の人々の健康リスクをもたらすとは予想されない」と結論付けた。また、一部の動物実験で低レベルのBPAによる影響が示されたことから、乳児や新生児向けに包装された食品（特に粉ミルク）のBPAレベルを下げようとしているとも述べた。さらに、WHOのレビューも引用した。[ 40 ]
現代では、英国の食品缶の大部分[ 41 ]はビスフェノールA （BPA）を含むプラスチックコーティングで覆われています。このコーティングは、酸やその他の物質が缶の錫やアルミニウムを腐食するのを防ぎますが、BPAが缶の内容物に溶け出すことが健康被害の可能性として調査されました。英国食品基準庁は現在、缶由来のBPA濃度を許容範囲内と考えていますが、安全レベルの閾値を調査しています。現在、2024年時点でBPAの暫定的な閾値が設定されています。[ 42 ]
2016年にフーリエ変換赤外分光法を用いて材料を特定した市場調査では、米国では食品缶の内張りにBPAや健康被害が知られている他の物質が広く使用されていることが判明した。2020年に食品缶メーカーが行った同様の調査では、輸入缶の一部にのみBPAが検出されたが、BPA以外の内張り物質による潜在的な害については議論されていない。[ 43 ]
缶には伝統的に、内容物を示す印刷されたラベルが湾曲した表面の外側に貼り付けられています。ラベルの裏面には、レシピなどの追加情報が記載されている場合もあります。ラベルは、金属板を個々の缶に成形する前または後に、金属に直接印刷されることもあります。
従来、ラベルはカゼイン糊で貼り付けられており、これは熱湯で容易に溶ける。他の種類の糊では、リサイクルのためにラベルを剥がすのが難しくなる場合がある。
缶にはさまざまな形や大きさがある。特に大型の缶では、継ぎ目が裂ける原因となるへこみを防ぐため、壁面にリブ状の突起を設けて補強していることが多い。
アメリカの缶のサイズには、さまざまな種類とサイズがあります。例えば、サイズ7/8は1食分（約1/2カップ）で、重さは約4オンスです。サイズ1「ピクニック」は2～3食分で、合計1.25カップ、重さは約10.5オンスです。サイズ303は4食分で、合計2カップ、重さは約15.5オンスです。そして、カフェテリアやレストランに販売する食品サービスで最も広く使われているサイズ10缶は、25食分で合計13カップ、重さは約103.5オンス（約3ポンドのコーヒー缶のサイズ）です。これらはアメリカの慣用カップであり、イギリス帝国規格ではありません。
米国では、料理本で缶のサイズを参照することがあります。缶製造業者協会はこれらのサイズを定義し、容器の公称外寸をインチの整数と1/16単位で表した3桁の数字で示しています。したがって、307 × 512は、直径が3と7/16インチ、高さが5と3/4インチ（12/16インチ）になります。古い缶の番号は1桁で表されることが多く、内容量は室温の水で計算され、約11オンス（#1「ピクニック」缶）、20オンス（#2）、32オンス（#3）、58オンス（#5）、110オンス（#10「コーヒー」缶）となっています。[ 44 ]
メートル法を採用している地域では、缶は250、500、750ミリリットル、1リットルのサイズで製造されています（250ミリリットルは約1カップまたは8オンスです）。米国から輸入される缶は、 3.8リットル（1ガロン）、1.9リットル（1/2ガロン）、946ミリリットル（2パイント/1クォート）など、変わったサイズのものが多いです。
イギリスとオーストラリアでは、缶詰は通常、正味重量で計量されます。標準サイズの缶詰は約400gですが、内容物の密度によって重量は385gから425gの間で変動します。小型の半分サイズの缶詰は約200gで、通常は170gから225gの間で変動します。
縁付き3ピース缶の製造には、いくつかの段階があります。
二重継ぎ目リムは、壁を上面または下面に接合する上で非常に重要です。漏れを防ぐためには、部品同士を極めて密着させる必要があります。この接合工程では、部品のリムが大きく変形します。壁を形成するチューブの一部は、ほぼ端部で外側に向かって90度曲げられ、その後、チューブの中央に向かってさらに曲げられ、チューブの残りの部分と平行になるまで曲げられます。この曲げ角度は合計180度です。
平らな部材の外縁を、管壁の中央に向かって曲げ、壁と平行になるまで内側に90度曲げる。曲げられた部分の縁をさらに90度曲げ、今度は管の軸に向かって内側に曲げ、平らな部材の主要部分と平行になるようにする。これにより、合計180度の曲げとなる。十分に内側に曲げられたため、円形の縁の直径は管の縁の直径よりもわずかに小さくなる。さらに曲げて管の軸と平行になるまで曲げると、合計270度の曲げとなる。これで、管の外縁を包み込むようになる。
管の軸から外側を見ると、最初の面は管の曲がっていない部分です。少し外側には、上面の狭い部分（縁を含む）があります。さらに少し外側には、管の外側に曲がった部分（縁を含む）があります。最も外側にあるのは、平面の90度に曲がった部分です。
管の内側に隣接する平らな面の部分が管の中央に向かって、そして管の軸の前方に向かって押し込まれると、平らな部分と管の他の曲がった部分がすべて管の軸に向かって押し込まれるため、相互作用する力が組み合わさって、これら 5 枚の厚さの金属が内側と外側から互いに押し付けられ、溶接やはんだ付けで強化または密閉する必要のないほど密着した「乾式」接合部が形成されます。このプロセスの図は、FAO 漁業技術論文 285「魚の缶詰に関するマニュアル」の 20 ～ 22 ページに掲載されています。[ 45 ]
包装に使用される鋼材の大部分はブリキ板であり、これは製造工程に必要な機能を持つ薄い錫の層でコーティングされた鋼材である。[ 46 ]錫の層は通常、電気めっきによって施される。
ほとんどのスチール製飲料缶は2ピース構造で、1) 充填後に二重に縫い合わされた一体型の端を持つ円筒形に再成形されたディスクと、2) それを閉じるための緩い端から構成されています。[ 14 ]スチール缶はさまざまな直径と容量で製造されており、開閉機構もリングプルやタブオープナーから大きく開く口まで様々です。
板金の厚さを変えずに再成形する工程は「絞り加工」として知られています。2ピース缶の壁を円形のダイスに通して薄くする工程は「アイロン加工」と呼ばれます。そのため、スチール製の飲料缶は一般的に絞り加工・アイロン加工缶、またはDWI缶（D&Iと略されることもあります）と呼ばれます。DWIプロセスは、高さが直径よりも大きい缶の製造に使用され、同じ基本仕様の缶を大量生産するのに特に適しています。[ 14 ]
スチール缶の壁の厚さは30年前と比べて30%薄くなり、重量も40%軽くなったため、製造に必要な原材料とエネルギーの量が削減された。また、アルミニウム缶よりも最大40%薄くなっている。[ 47 ]
炭素鋼は磁性を持つ。飲料包装においてはこれは特異な性質である。これにより、磁気コンベアシステムを使用して空缶を充填および梱包工程に搬送することが可能になり、精度が向上し、こぼれや廃棄物の可能性が低減される。[ 48 ]リサイクル施設では、クロスベルトセパレーター（オーバーバンドマグネットとも呼ばれる）やドラムマグネットなどの磁気装置を使用して、スチール缶を他の廃棄物から容易に分離することができる。[ 49 ]
最初の缶は重い容器で、開けるにはかなりの力が必要で、ハンマーとノミを使うように指示されていました。 1812年の戦争中、イギリス兵は銃剣やナイフを使って缶を開けました。1850年代にずっと薄い缶が導入されると、専用の開封ツールが実用的になり、1855年（ロバート・イェーツ[ 50 ]）と1858年（エズラ・J・ワーナー）に導入されました。後者の扱いにくいデザインは、南北戦争の兵士によって限定的に使用されました。現代のものに似たプッシュレバー式の缶切りは1860年に導入され（「ブルズヘッド」）、切断ホイール付きのものは1870年に発明されました（ウィリアム・W・ライマン）。回転式缶切りで一般的になった鋸歯状のホイールは、1925年にスター缶切り会社によって初めて使用されました。 [ 51 ]
飲料缶やスープなどの液体缶は、栓抜きなどで穴を開けて中身を注ぎ出すことができますが、固形物や半固形物の場合は、缶の片方の端を切り取る必要があります。これは重いナイフなどの鋭利な道具でも可能ですが、缶切りを使う方が安全で簡単、そして便利です。
イワシ缶詰など一部の缶詰は、蓋に特殊な切り込みが入っており、溝付きのツイストキーに蓋を巻き付けててこの原理を利用して金属製の蓋を外せるようになっている。20世紀半ばまでは、イワシ缶詰の中には蓋がはんだ付けされているものもあり、ツイストキーははんだ接合部を押し広げることで機能していた。
飲料缶にプルタブが登場したことで、ペットフードやナッツなどのさまざまな食品（およびモーターオイルやテニスボールなどの非食品）の缶詰にも普及しました。これらの端は、工具や器具を使わずに開けることができるため、イージーオープンリッドとして知られています。 [ 52 ]食品缶用に特別に開発された別のイノベーションでは、タブをわずかに上向きに曲げることで、指でアクセスしやすいように表面積を大きくしています。[ 53 ]
缶には、開けやすい機能を持たせたものもあります。液体を注いだり再密封したりするためのねじ込み式のキャップが付いている缶もあれば、簡単に開閉できるヒンジ付きカバーや差し込み式カバーが付いている缶もあります。塗料缶の蓋は通常、圧入式で、何度でも取り外しや取り付けができるため、塗料を保管しておくことができます。
缶やその他の供給源からの鋼は、最もリサイクルされている包装材です。[ 13 ]スチール缶の約65%がリサイクルされています。[ 3 ]米国では、スチール缶の63%がリサイクルされているのに対し、アルミニウム缶は52%です。[ 54 ]ヨーロッパでは、2016年のリサイクル率は79.5%です。[ 13 ] 缶のリサイクルのほとんどは製錬所で行われますが、個人消費者もさまざまな方法で缶を直接再利用しています。たとえば、工具の整理から庭の装飾まで、家庭で機能的で装飾的なアイテムを作ることができます。[ 55 ]
生態学的観点から見ると、鉄鋼はクローズドループ材料とみなすことができます。使用済み廃棄物を回収、リサイクルして、新しい缶やその他の製品の製造に使用できます。[ 56 ]鉄くず1トンをリサイクルすると、CO2 1.5トン、鉄鉱石1.4トン、石炭740kgが節約されます。鉄鋼 は世界で最もリサイクルされている材料であり、世界の鉄鋼製品の85%以上が使用済み時にリサイクルされています。2017年には推定6億3000万トンの鉄くずがリサイクルされ、CO2 9億4500万トンが節約されました。[ 57 ]
スチール缶は品質を損なうことなく何度もリサイクルできます。[ 58 ]ただし、食品グレードのスチールの場合、スクラップ金属から錫を除去する必要があり、これは電気化学的に行われます。錫は、低負電圧で高pH溶液から浸出されます。[ 59 ]
缶を1つリサイクルすると、洗濯1回分、テレビ1時間分、または照明24時間分（10W LED電球）に相当する電力を節約できます。[ 60 ]
スチール製の飲料缶は、電気アーク炉または塩基性酸素炉で溶かすことによってリサイクルされる。
ほとんどのスチール缶には、Metal Recycles Foreverマーク[ 61 ] 、 Recyclable Steel [ 62 ]、Choose Steelキャンペーンのロゴ[ 63 ]など、何らかのリサイクル識別マークが付いています。ヨーロッパでは、職場での缶のリサイクルを奨励するEvery Can Countsというキャンペーンもあります[ 64 ] 。
飲料容器は、原材料の採掘、加工、製造からリサイクルに至るまで、生産工程のあらゆる段階で二酸化炭素を排出します。しかし、スチール缶は常にリサイクルできるため、環境面で非常に優れています。鉄鋼業界は使用済みのスチール缶を必要としており、それらを新しい鉄鋼製品の製造に利用します。スチール缶をリサイクルして循環型経済を実現することで、二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。また、消費者がリサイクルのメリットをより認識するようになれば、世界の鉄鋼リサイクル率が向上する可能性もあります。
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