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技術 相変化材が充填された袋を有する二重壁の食器

出願人 プロバルコベーフェーベーアー
発明者 カリムレジャルポルスペリーアス
出願日 2017年6月29日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-568803
公開日 2019年9月5日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-524208
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード セラミック材料製 変化材 相変化材 支持縁 第一壁 断熱空気層 食器内 共晶材料
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題・解決手段

二重壁食器は、加熱または冷却すべき第一壁(610)と、第二壁(620)と、を備える。第一壁と第二壁との間には、相変化材充填される袋(640)を収容する空間(630)が配置される。袋は、食器の第一壁に接して配置される。また、断熱層が、袋と食器の第二壁との間に設けられる。

概要

背景

食器内蓄熱材として相変化材を使用することが知られている。相変化材は比較的短時間に熱を吸収し、この熱を長い時間にわたって再放出することができる。そのような応用の一例には、熱い食品を提供する皿への相変化材の使用がある。相変化材を利用することによって、皿が直ぐには冷えず、また食品をより長く温かい状態とすることができる。典型的には、皿内に、相変化材が充填される空洞が形成される。

食器にこの応用および類似の応用のために用いられる典型的な相変化材は、室温で固体であり、熱を吸収したより高い温度では液相に変化する。相変化材が液相にある場合、相変化材の粒子が食器の微小孔を通って出ていくおそれがある。液相においては、相変化材は食器の運動の影響を受けて空洞内においてさらに自由に移動することになる。そのため、加熱すべき食器の壁への熱の放出が減少することになり、そして食器における相変化材の重量の分布不規則となるかつ/または変化することになる。

概要

二重壁の食器は、加熱または冷却すべき第一壁(610)と、第二壁(620)と、を備える。第一壁と第二壁との間には、相変化材が充填される袋(640)を収容する空間(630)が配置される。袋は、食器の第一壁に接して配置される。また、断熱層が、袋と食器の第二壁との間に設けられる。

目的

本発明の態様は、食器における蓄熱材としての相変化材の既知の応用と比較して加熱または冷却すべき食器の壁と相変化材との間でより良好に熱交換できるよう食器に相変化材を提供する

効果

実績

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請求項1

加熱または冷却すべき第一壁と、第二壁と、を備える二重壁食器であって、前記第一壁と前記第二壁との間に、相変化材充填されている袋を収容する空間が配置されており、前記袋は前記食器の前記第一壁に接して配置されており、断熱層が前記袋と前記食器の前記第二壁との間に設けられている、食器。

請求項2

前記袋には、カプセルに収容されない相変化材が充填されている、請求項1に記載の食器。

請求項3

前記袋は前記食器の前記第一壁に接着されている、請求項1または2に記載の食器。

請求項4

前記断熱層は空気層である、請求項1から3のいずれか1項に記載の食器。

請求項5

前記第一壁および前記第二壁はセラミック材料製である、請求項1から4のいずれか1項に記載の食器。

請求項6

前記食器は、少なくとも、セラミック材料の第一部分とセラミック材料の第二部分とを備えており、前記第一部分は前記第一壁を有しており、前記第二部分は前記第二壁を有しており、前記袋が収容される閉空間を形成するよう、前記第一部分は前記第二部分に取り付けられている、請求項1から5のいずれか1項に記載の食器。

請求項7

前記第一部分および前記第二部分は、皿の上側部分および皿の下側部分であるか、カップの内側部分およびカップの外側部分であるか、または、スプーンの上側部分およびスプーンの下側部分である、請求項6に記載の食器。

請求項8

前記断熱層は、前記食器の前記第一壁に向かって前記袋を押圧するよう構成される弾性押圧材を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の食器。

請求項9

前記弾性押圧材の熱伝導係数は、0.9W/(m・K)未満、好ましくは0.5W/(m・K)未満である、請求項8に記載の食器。

請求項10

前記弾性押圧材は発泡体である、請求項8または9に記載の食器。

請求項11

前記充填されている袋は内部が高真空である、請求項1から10のいずれか1項に記載の食器。

請求項12

前記食器の前記第一壁に対する横方向の、前記相変化材の層の厚さが2mm〜10mmとなるよう、前記袋は前記食器の前記第一壁に接して配置されている、請求項1から11のいずれか1項に記載の食器。

請求項13

前記相変化材が充填された袋は、表面積平方センチメートル当たり50ジュール〜200ジュールの熱エネルギーを放出する、請求項1から12のいずれか1項に記載の食器。

請求項14

前記食器の前記第一壁は略平坦であり、前記袋は前記第一壁の中央部に接して配置され、前記第一壁の縁部分には前記袋がない、請求項1から13のいずれか1項に記載の食器。

請求項15

前記第一壁は碗状であり、前記袋は、碗状の前記第一壁に接して配置されるよう構成される碗形状に形成された部分を含む、請求項1から14のいずれか1項に記載の食器。

請求項16

前記第一壁は加熱すべき壁であり、前記相変化材は融解温度が40℃〜65℃、好ましくは50℃〜60℃である、請求項1から15のいずれか1項に記載の食器。

請求項17

前記第一壁は加熱すべき壁であり、前記相変化材は融解温度が65℃〜95℃、好ましくは70℃〜80℃である、請求項1から15のいずれか1項に記載の食器。

請求項18

前記第一壁は冷却すべき壁であり、前記相変化材は融解温度が0℃〜14℃、好ましくは4℃〜8℃である、請求項1から15のいずれか1項に記載の食器。

請求項19

前記袋は第一フィルムおよび第二フィルムを有し、前記相変化材は、前記第一フィルムと前記第二フィルムとの間に配置されている、請求項1から18のいずれか1項に記載の食器。

請求項20

前記袋の前記第一フィルムおよび前記第二フィルムの厚さは、少なくとも40μmであり、好ましくは50μm〜150μmである、請求項19に記載の食器。

請求項21

前記袋の前記第一フィルムおよび前記第二フィルムは溶着層およびバリア層を有し、前記第一フィルムの前記溶着層は前記第二フィルムの前記溶着層に溶着される、請求項19または20に記載の食器。

請求項22

前記溶着層はポリプロピレンを含み、前記バリア層はポリアミドを含む、請求項21に記載の食器。

請求項23

前記第一フィルムおよび/または前記第二フィルムは、アルミニウムで形成された層を有する、請求項19から22のいずれか1項に記載の食器。

技術分野

0001

本発明は、加熱または冷却される壁を有する二重壁食器に関し、特に相変化材充填された袋を有する二重壁の食器に関する。

背景技術

0002

食器内蓄熱材として相変化材を使用することが知られている。相変化材は比較的短時間に熱を吸収し、この熱を長い時間にわたって再放出することができる。そのような応用の一例には、熱い食品を提供する皿への相変化材の使用がある。相変化材を利用することによって、皿が直ぐには冷えず、また食品をより長く温かい状態とすることができる。典型的には、皿内に、相変化材が充填される空洞が形成される。

0003

食器にこの応用および類似の応用のために用いられる典型的な相変化材は、室温で固体であり、熱を吸収したより高い温度では液相に変化する。相変化材が液相にある場合、相変化材の粒子が食器の微小孔を通って出ていくおそれがある。液相においては、相変化材は食器の運動の影響を受けて空洞内においてさらに自由に移動することになる。そのため、加熱すべき食器の壁への熱の放出が減少することになり、そして食器における相変化材の重量の分布不規則となるかつ/または変化することになる。

発明の要約

0004

本発明の態様は、食器における蓄熱材としての相変化材の既知の応用と比較して加熱または冷却すべき食器の壁と相変化材との間でより良好に熱交換できるよう食器に相変化材を提供することを目的とする。

0005

本発明の第一面は、加熱または冷却すべき第一壁と、第二壁と、を備え、第一壁と第二壁との間に、相変化材が充填される袋を収容する空間が配置される二重壁の食器に関する。袋は、食器の第一壁に接して配置される。断熱層が、袋と食器の第二壁との間に存在する。

0006

充填のための袋に相変化材を提供することによって、食器における相変化材の移動の自由度は、袋によって制限される。袋が食器の第一壁に接して配置されるので、断熱層例えば空気層が、相変化材と加熱または冷却すべき第一壁との間にある食器における相変化材の既知の用途と比較して、袋と加熱または冷却すべき第一壁との間でよりよく熱交換できる。袋は、食器の第一壁に接して配置される。また、断熱層が、袋と食器の第二壁との間に存在する。この断熱層は、第一壁を介した経路以外の経路を介して食器から出ていく熱の量を確実に制限することができる。これにより、相変化材と食器の第一壁との間で効率的かつ目的とする熱交換を行うことができ、そして食器の第二壁は加熱されないまたは加熱される程度を限定できる利点がある。

0007

好ましい態様において一の相から他方の相に転移する際に相変化材が拡張するとき袋が伸びるように、そして逆方向の相転移の際に相変化材が収縮するときには袋が引き締まるように、袋はある程度弾性があり可撓性がある。袋の可撓性により、加熱または冷却される種々の形状の壁に確実にぴったりと付くことができ、袋と壁との間で空気の空間が形成されない。

0008

可能な態様において、第一壁に接して配置される袋の第一壁部分は任意選択的に弾性であり、第二壁に向かって面している袋の第二壁部分は弾性的で可撓性がある。他の可能な態様においては、食器の第二壁に向かって面している袋のこの第二壁部分は弾性ではないが、相変化材の膨張を可能にする表面積を有する。

0009

一の態様において、二重壁の食器は例えば皿であり、上述の手段によって、食品が配置される皿の第一壁を、袋を用いて温かい状態または加熱状態に維持することができ、第二壁、例えば皿の底壁、を冷えた状態とし火傷のおそれなく底壁によって皿を持つことができる。ここでは皿の例を挙げたが、記載の手段は、加熱または冷却のための少なくとも一つの壁を有する種々のタイプの食器に適用可能である。その例として、オーブンディッシュカップデザート皿、スープボウル、デザート・クープ、ピザ皿、スプーン等が挙げられる。

0010

二重壁の食器の好ましい態様において、袋には、カプセルに収容されない相変化材が充填される。
マイクロ・カプセルまたはマクロ・カプセルに収容された相変化材の使用が知られている。しかしながら、カプセルに収容された同じ量の材料と比較して、より高い熱容量が、カプセルに収容されない相変化材の使用によって得られる。これは、多くの場合マイクロ・カプセル間またはマクロ・カプセル間に空気が存在し、これにより断熱効果が生じるからである。さらにカプセルに収容されない相変化材は、適切な形の袋内に簡単かつ効率的に配置でき、このため、カプセルに収容された相変化材が備えられる食器と比較して、袋における相変化材と加熱すべき食器の壁と間の熱交換に関してより効率的な接触面が得られる。

0011

二重壁の食器の例示的な態様において、断熱層は空気層である。空気は良好な断熱体であり、断熱空気層は、加熱される第一壁を介した経路以外の経路を介して、食器から出ていく熱の量を制限できる。これにより、相変化材と食器の第一壁との間で効率的に目的とする熱交換を行うことができ、食器の第二壁が不適当に加熱されない利点がある。

0012

袋は、第一壁に接して配置される位置において種々の方法で保持できる。定位置に袋を保持する利点は、食器の運動が、袋と、袋の第一壁に対する位置と、に実質的に影響がないことにある。こうして、あらゆる状態において、袋と食器の第一壁との間の効率的かつ目的とする熱交換が可能となる。二重壁の食器の例示的な態様において、袋は食器の第一壁に接着されている。食器の第一壁に対して袋を接着することによって、袋と第一壁との間に接着層が形成される。結果として得られる接着層は、一般的には断熱効果を有するが、一般的に空気よりも大幅に断熱が小さく、また、この接着層は比較的薄くできる。したがって、接着層の効果は典型的には袋と食器の第一壁との間の熱交換を遅らせる程度である。一方で、袋と食器の第一壁との間に断熱空気層があればこの熱交換を深刻に妨げることになる。

0013

二重壁の食器の例示的な態様において、断熱層は、食器の第一壁に向かって袋を押圧するよう構成される弾性押圧材を備える。上述の通り、袋と食器の第二壁との間の断熱層は、第一に、袋と食器の第一壁との間の目的とする効率的な熱交換に寄与する断熱機能を有する。断熱層における弾性押圧材によって、袋を食器の第一壁に対して定位置に保持することができる。このように、弾性押圧材を、第一壁に対して袋を密着させる他の選択肢とできる。ただし、両方の手法を互いに組み合わせることもできる。さらに、袋を食器の第一壁に対して取り付けることができるまたは押しつけることができる他の取り付け・締め付け技術を用いることもできる。

0014

弾性押圧材は、好ましくは熱伝導係数が0.9W/(m・K)未満であり、好ましくは0.5W/(m・K)未満である。使用できる弾性押圧材の例は、木材、コルクポリエチレン等である。しかしながら、他の一般的な弾性材料を上述の手段に使用できることは当業者には明らかであろう。弾性押圧材は、好ましくは、熱伝導係数が、例えば磁器陶器、金属、ガラス等の食器を構成する材料の熱伝導係数より低い。弾性押圧材は例えば発泡体である。発泡体は、熱伝導係数が、好ましくは0.5W/(m・K)未満であり、より好ましくは0.3W/(m・K)未満であり、最も好ましくは1.5W/(m・K)未満である。発泡体は軽量であり、弾性押圧材としての発泡体の使用の食器の全重量に対する影響は無視できる程度であろう。

0015

二重壁の食器の好ましい態様において、充填されている袋は内部が高真空であり、袋内の圧力は1×10−1〜1×10−7Paである。
袋は内部が高真空であることで、断熱性の空気が相変化材と袋の壁との間または相変化材の異なる部分間に留まることを防止することができる。さらに真空の袋内の相変化材を、想定される汚染物質、相変化材の想定される劣化から保護でき、相変化材の発火も袋における高真空によって防止できる。

0016

二重壁の食器の例示的な態様において、食器の第一壁の方向に対して横方向から見て、相変化材の層の厚さが2mm〜10mmとなるよう、袋は食器の第一壁に接して配置されている。多くの場合、食器の第一壁と第二壁との間の空間は限られている。したがって、できるだけ最小量の相変化材で、特定のタイプの食器の要求に適う最も効率的な熱交換が得られうる利点がある。適切な厚さの層は、食器のタイプおよび第一壁の所望の加熱または冷却に応じて選択できる。

0017

二重壁の食器の好ましい態様において、相変化材が充填された袋は、表面積一平方センチメートル当たり50ジュール〜200ジュールの、好ましくは100ジュール〜180ジュールの熱エネルギーを放出する。

0018

二重壁の食器の例示的な態様において、食器の第一壁は略平坦であり、袋は第一壁の中央部に接して配置されており第一壁の縁部分には袋がない状態である。食器が例えば略平坦で円形状の第一壁を有する皿である場合、袋を第一壁の中央部に接して配置することが好適である。なぜなら、食品の多くが皿の縁部分よりも皿の中央部に位置することになるからである。第一壁の縁部分には袋がない状態とすることによって、袋内の相変化材が溶融するときに、袋が中央部から縁部分へと第一壁に沿って伸びることができる機会が得られる。これにより、皿の第一壁と第二壁との間の空間で圧力が高まることを回避できる。さらに、第一壁から離れる方向ではなく第一壁に沿って袋が伸びることは、第一壁との熱交換にはより有用である。

0019

二重壁の食器の他の例示的な態様において、食器の第一壁は碗状であり、袋は、第一碗状壁に接して配置されるよう構成される碗形状に形成された部分を備える。袋が椀状に形成された部分を有するので、袋を食器の第一壁に接するよう効率的に配置することができる。コーヒーまたはのカップの場合には、椀状に形成された部分を有する袋を、例えば第一壁の底部と第一壁の立ち上がり側部とに同時に接するよう好適に配置することができる。任意の形状の第一壁にも同じ原理を適用できることは当業者には明らかであろう。袋は、袋と第一壁との間で良好な接触が行われるよう対応する形状を有する壁部分を有することができる。

0020

好ましい態様において、第一壁と袋との間の接触面は、袋の全外面の三分の一より大きい。これにより、袋と第一壁との間で最も効率的な熱交換を行いうること、および第一壁の方向以外の方向に袋が放出する熱の量を制限することを保証できる。

0021

二重壁の食器の例示的な態様において、第一壁は加熱すべき壁であり、相変化材は融解温度が40℃〜65℃であり、好ましくは50℃〜60℃である。このような融解温度である相変化材は、熱い食品向けの食器における使用に非常に適している。こうして食品は、それ以上調理されることがないまた焼かれることがない温度に維持されることになる。用いられる典型的な相変化材は、パラフィン塩水和物、および/または共晶材料である。

0022

二重壁の食器の他の例示的な態様において、第一壁は加熱すべき壁であり、相変化材は融解温度が65℃〜95℃であり、好ましくは70℃〜80℃である。このような融解温度である相変化材は、コーヒー、茶、チョコレート等の熱い飲料向けの食器における使用に非常に適している。

0023

二重壁の食器の他の例示的な態様において、第一壁は冷却すべき壁であり、相変化材は融解温度が0℃〜14℃であり、好ましくは4℃〜8℃である。このような融解温度である相変化材は、アイスクリーム等の冷たい食べ物または冷たい飲料のため向けの食器における使用に非常に適している。

0024

二重壁の食器の好ましい態様において、袋は第一フィルムおよび第二フィルムを備えており、相変化材は第一フィルムと第二フィルムとの間に配置される。袋が必要な可撓性および/または寸法を有し、フィルムが相変化材を密封状態に維持できる限り、袋のフィルムには種々の材料を用いることができる。食器内での相変化材の移動の自由度は、このように、袋によって制限される。好ましくは、相変化材が固相から液相に転移する際に拡張するとき袋が伸びるように、そして逆方向の相転移の際に相変化材が収縮するときには袋が引き締まるように、第一フィルムおよび第二フィルムの少なくとも一方はある程度弾性的に可撓性がある。他の可能な態様においては、食器の第二壁に向かって面している袋の第二フィルムは弾性ではないが、相変化材の膨張を可能にする表面積を有する。種々の材料が上述の要求を満たすこと、およびフィルムを例えば種々のタイプのプラスチックおよび/またはアルミニウム等の金属で形成できることは、当業者には明らかであろう。さらに、フィルムを、異なる材料特性を一のフィルムにおいて合わせ持つことができるよう、適切に積層構造とすることには利点がある。このように、たとえば、袋を、例えばアルミ箔が積層されたポリプロピレン溶着層で適切に形成することができる。アルミ箔によって、分子を実質的に通さない袋とできる。

0025

二重壁の食器の好ましい態様において、袋の第一フィルムおよび第二フィルムは厚さが少なくとも40μmであり、好ましくは50μm〜150μmである。このような厚さのフィルムによって、袋の保護および強度の程度を高め、同時に袋の可撓性を維持することができる。

0026

二重壁の食器のさらに好ましい実施形態において、袋の第一フィルムおよび第二フィルムは溶着層およびバリア層を備えており、第一フィルムの溶着層は第二フィルムの溶着層に溶着される。特に相変化材が液体になる高い温度で相変化材の分子が通過できないよう、バリア層は選択される。簡単に溶着可能であり、第一フィルムおよび第二フィルムの周辺部で第一フィルムと第二フィルムとを互いに溶着できるよう、溶着層は選択される。溶着層は好ましくはポリプロピレンを含み、バリア層はポリアミドを含む。第一フィルムおよび/または第二フィルムは、好ましくはアルミニウムで形成された層を含む。このように、たとえば、フィルムを、例えばバリア層としてアルミ箔が積層されたポリプロピレンの溶着層で適切に得ることができる。アルミ箔によって、分子を略通さない袋とできる。

0027

食器は、好ましくは、セラミック材料から、例えば磁器、陶器、ガラス等から製造される。一の態様において、二重壁の食器は、セラミック材料の第一部分とセラミック材料の第二部分とを備える。第一部分は第一壁を含み、第二部分は第二壁を含む。二重壁の食器を形成するために、第一部分は第二部分に対して取り付けられる。例えば、第一部分と第二部分は、皿の上側部分と皿の下側部分、カップの内側部分とカップの外側部分、スプーンの上側部分とスプーンの下側部分等、のいずれかとできる。他の態様において、第一壁および第二壁は、一つの一体形成された二重壁の商品の一部を形成する。

0028

有用な態様において、食器は、袋が収容される前記空間を形成するために、例えば取り付け手段によって、封止するよう互いに取り付けられるセラミック材料の少なくとも二つの部分を備える。

図面の簡単な説明

0029

本発明の上述したおよび他の有用な特性ならびに目的は、以下の添付図面を参照して説明する以降の詳細な説明からより明瞭となり本発明をより理解できよう。
本発明にかかる、相変化材が充填された袋を有する一の食器の、特に皿の、例示的な実施形態の断面を示す。
本発明にかかる、相変化材が充填された袋を有する一の食器の、特に皿の、例示的な実施形態の簡略的な断面を示す。
本発明にかかる、相変化材が充填された袋を有する一の食器の他の例示的な実施形態の簡略的な断面を示す。
本発明にかかる、相変化材が充填された袋を有する一の食器の他の例示的な実施形態の簡略的な断面を示す。
本発明にかかる、食器の第一壁が略平坦であり、袋が第一壁の中央部に接して配置される、相変化材が充填された袋を有する一の食器の他の例示的な実施形態の簡略的な断面を示す。
本発明にかかる、食器の第一壁が碗状であり、袋が第一碗状壁に接して配置されるよう構成される椀状に形成された部分を備える、相変化材が充填された袋を有する一の食器の他の例示的な実施形態の簡略的な断面を示す。
食器がセラミック材料の第一部分および第二部分を有する、二重壁の食器の実施形態の簡略的な断面を示す。
食器がセラミック材料の第一部分および第二部分を有する、二重壁の食器の実施形態の簡略的な断面を示す。

実施例

0030

相変化材が充填される袋を有する二重壁の一の食器の第一実施形態を図1Aに示す。本形態は、加熱または冷却すべき第一壁110と、第二壁120と、を備える一の二重壁の食器100、より具体的には皿100である。第一壁110と第二壁120との間には、相変化材145が充填されている袋140を収容する空間130が配置される。袋140は、食器の第一壁110に接して配置される。断熱層150は、袋140と食器の第二壁120との間に存在する。図1Bは、図1Aの一の食器100の簡略図である。図1Bは特に、図1Aにおいて破線枠線Kで示した食器100の一部分を示す。図1Bは、特定のタイプの食器とは関連していない、図1Aと同じ要素を示す。図1Bに示す要素および手段を、オーブンディッシュ、カップ、デザート皿、スープボウル、デザート・クープ、ピザ皿、スプーン等の種々のタイプおよび形状の食器に適用できることは当業者には明らかであろう。可能な限り図を分かりやすくするために、種々のタイプの食器に共通して適用可能な手段を、図1Bと同様な図面を参照して示す。限定的な手段が特定のタイプの食器にのみ適用される場合には、これを本明細書において記載する。

0031

図1Aおよび図1Bに、一の食器100の第一壁110および第二壁120を示す。壁110,120は互いに略平行である。しかしながら、壁110,120が互いに対して異なる方向に配置される場合にも同様に本発明の原理を適用できることは当業者に明らかであろう。壁110,120は簡単化のため平坦な壁として示す。しかしながら、壁110,120が異なる形状を有する場合にも同様に本発明の原理を適用することができることは当業者には理解されよう。

0032

袋140において用いられる相変化材145はあらゆる既知の相変化材とできる。食器のタイプに応じて、特定の相変化材が他の相変化材よりも好ましい場合がある。したがって、相変化材を例えばその融点に基づいて選択することができる。融点の高低が液体または食品の最適な加熱または冷却に関して有利になりうるからである。パラフィンをベースとした有機相変化材は、二重壁の食器で用いられる相変化材145が充填される袋140における使用に特に適している。

0033

充填のための袋140に相変化材145を提供することにより、食器100における相変化材145の移動の自由度が袋によって制限される。一の相から他の相に転移する際に相変化材145が拡張する時に袋140が伸びるように、そして逆方向の相転移の際に相変化材145が収縮する時に袋140が引き締まるように、袋140は例えば弾性的な可撓性材料で実現される。袋140が食器の第一壁110に接して配置されるので、断熱層、例えば空気層が、相変化材と加熱または冷却すべき壁との間に存在する食器における相変化材の既知の応用と比較して、袋140と加熱または冷却すべき壁110との間でより良好に熱交換できる。さらに、まさに目的とする熱交換を行えるよう、袋140を、食器の第一壁に対して好適に配置することができる。また、断熱層150は、袋140と食器の第二壁120との間に配置される。この断熱層150は、第一壁110以外の経路を介して食器から出ていく熱の量を制限することができる。これにより、相変化材と食器の第一壁との間で効率的かつ目的とする熱交換を行わせ、食器の第二壁120は不必要に加熱されないようにまたは加熱される程度を限定するようにすることができる利点がある。第一壁110に接して配置される袋の第一壁部分は、任意選択的に弾性とできる。第二壁140に向かって面している袋140の第二壁部分は、好ましくは弾性があり可撓性がある。他の可能な実施形態においては、食器の第二壁120に向かって面している袋140のこの第二壁部分は弾性ではないが、相変化材145の膨張を可能にする表面積を有する。断熱層150を、第二壁120に接して配置される層として図1Aおよび図1Bに示す。なお、断熱層150を袋140に近接してまたは袋140に接して配置することもできる。一の実施形態において、袋140と第二壁120との間の空間130全体が断熱材料で例えば空気で充填される。この場合、この材料、例えば空気が断熱層を形成する。図1Aの実施形態において、二重壁の食器は例えば皿100であり、上述の手段は、食品が第一壁110の上側に配置される皿の第一壁110を、第一壁110の下側に面して配置される袋140を用いて温かい状態または加熱状態に維持することができる。一方で、第二壁、例えば皿の底壁を冷えた状態とし、火傷のおそれなく底壁によって皿を持つことができる。

0034

二重壁の食器の好ましい実施形態において、袋140をカプセルに収容されない相変化材145で充填する。これにより、カプセルに収容された相変化材が備えられる食器と比較して、袋140における相変化材145と加熱すべき食器の壁110と間の熱交換に関してより効率的な接触面が得られる。

0035

二重壁の食器の好ましい実施形態において、相変化材145が充填されている袋140の内部は高真空である。袋140内の圧力は、1×10−1〜1×10−7Paである。袋140の内部は高真空であるので、断熱性の空気が相変化材145と袋140の壁との間、または相変化材145の異なる部分間に留まることを防止することができる。さらに真空の袋140内の相変化材145を、想定される汚染物質、相変化材の想定される劣化から保護でき、相変化材145の発火も袋における高真空によって防止できる。

0036

二重壁の食器の例示的な実施形態において、食器100の第一壁110に対して横方向から見て、相変化材145の層の厚さが2mm〜10mmとなるよう、袋140は食器の第一壁110に接して配置されている。多くの場合、食器の第一壁110と第二壁120との間の空間130は限られている。したがって、できるだけ最小量の相変化材で、特定のタイプの食器の要求に適う、最も効率的な熱交換が得られうる利点がある。適切な厚さの層は、食器のタイプおよび第一壁110の所望の加熱または冷却に応じて選択できる。

0037

二重壁の食器の好ましい実施形態において、変化物質145が充填された袋140は、表面積一平方センチメートル当たり50ジュール〜200ジュールの、好ましくは100ジュール〜180ジュールの熱エネルギーを放出する。

0038

好ましい実施形態において、第一壁110と袋140との間の接触面は、袋140の全外面の三分の一より大きい。第一壁と袋との間の接触面は、典型的には、袋140の全外面の0.4倍より大きく、例えば全外面の約半分である。これにより、袋140と第一壁110との間で最も効率的な熱交換を行いうること、および第一壁110の方向以外の方向に袋140が放出する熱の量を制限することを保証できる。第一壁110と袋140との間の接触面は、適切な厚さの相変化材145が充填された袋140を備えることによって、および/または袋140の一部を好適な形状とすることによって、良好な作用を受けることができる。

0039

図2は、袋240が食器の第一壁210に対して接着されている二重壁の食器の例示的な実施形態を示す。袋240は、第一壁210に接して配置される位置において、異なる他の方法でも保持できる。定位置に袋240を保持するという利点は、食器の運動が、袋240と、袋240の第一壁210に対する位置と、に実質的に影響がないことにある。こうして、あらゆる状態において、袋240と食器の第一壁210との間の効率的かつ目的とする熱交換が可能となる。食器の第一壁に対して袋240を接着することによって、袋240と第一壁210との間に接着層241が形成される。結果として得られる接着層241は、一般的には断熱効果を有するが、一般的に空気よりも大幅に断熱が小さく、また、この接着層241は比較的薄くできる。

0040

図2の実施形態において、断熱層250は、袋240と食器の第一壁210との間の空間230にある空気層である。上述の通り、空気は良好な断熱体であり、断熱空気層150が第一壁210を介する以外の経路を介して食器から出ていく熱の量を制限できる。これにより、相変化材245と食器の第一壁210との間で効率的に目的とする熱交換を行うことができ、食器の第二壁220が不適当に加熱されない利点がある。

0041

図3は、二重壁の食器の好ましい実施形態を概略的に示す。この実施形態では、断熱層350は、食器の第一壁310に向かって袋340を押圧するよう構成される弾性押圧材350を備える。上述の通り、袋340と食器の第二壁320との間の断熱層350は、第一に、袋340と食器の第一壁310との間の目的とする効率的な熱交換に寄与する断熱機能を有する。断熱層350における弾性押圧材350によって、袋340を食器の第一壁310に対して定位置に保持することができる。このように、弾性押圧材350を、図2に示す第一壁に対して袋340を密着させる他の選択肢とできる。ただし、両方の手段を互いに好適に組み合わせることもできる。弾性押圧材350は、好ましくは熱伝導係数が0.9W/(m・K)未満であり、より好ましくは0.5W/(m・K)未満である。使用できる弾性押圧材350の例は、木材、コルク、ポリエチレン等である。しかしながら、他の一般的な弾性材料を上述の手段に使用できることは当業者には明らかであろう。弾性押圧材は、好ましくは、熱伝導係数が、例えば磁器、陶器、金属、ガラス等の食器を構成する材料の熱伝導係数より低い。また弾性押圧材350を発泡体とすることもできる。用いられる発泡体は、熱伝導係数が、好ましくは0.5W/(m・K)未満であり、より好ましくは0.3W/(m・K)未満であり、最も好ましくは1.5W/(m・K)未満である。発泡体は軽量であり、弾性押圧材350としての発泡体の使用の食器の全重量に対する影響は無視できる程度であろう。こうして、食器が、扱いにくくなるほど過度に重くなることを避けることができる。弾性押圧材350として用いることができる典型的な発泡体は、例えばPU発泡体、EVA発泡体またはポリスチレンフォームである。

0042

図4は、食器の第一壁410が略平坦であり、袋440が第一壁410の中央部411に接して配置されており、第一壁410の縁部分412には袋がない状態である、二重壁の食器の実施形態を示す。分かりやすくするために、図4において、参照符号411,412は、第一壁410の上側の面に示しているが、袋440と、袋440が面するよう配置される中央部411と、袋がない縁部分412と、は第一壁410の下側に面して位置していることは明らかであろう。一の食器が例えば略平坦で円形状の第一壁410を有する皿である場合、袋440を第一壁410の中央部411に接して配置することが好適である。なぜなら、食品の多くが皿の縁部分よりも皿の中央部に位置することになるからである。したがって、第一壁410の中央で熱交換が行うことがより有用である。第一壁410の縁部分412には袋がない状態とすることによって、袋内の相変化材440が溶融するときに、袋440が中央部411から縁部分412へと第一壁に410沿って伸びることができる機会が得られる。これにより、皿の第一壁と第二壁との間の空間430で圧力が高まることを回避できる。さらに、第一壁410から離れる方向ではなく第一壁410に沿って袋440が伸びることは、第一壁410との熱交換にはより有用である。

0043

二重壁の食器の例示的な実施形態において、第一壁は加熱すべき壁であり、相変化材は融解温度が40℃〜65℃であり、好ましくは50℃〜60℃である。このような融解温度である相変化材は、熱い食品向けの食器における使用に非常に適している。こうして食品は、それ以上調理されることがないまた焼かれることがない温度に維持されることになる。より高い温度が望まれる他のタイプの食器、例えばオーブンディッシュでは、融点が120℃〜250℃にある相変化材を用いることができる。本発明の実施態様にかかる原理および手段を、それぞれの相変化材の融解温度が40℃〜300℃の範囲とできる異なるタイプの相変化材にも適用することができることは当業者には明らかであろう。

0044

図5は、食器の第一壁510は碗状531であり、袋540は、第一碗状壁510,513に接して配置されるよう構成されている碗形状に形成された部分を備える二重壁の食器の実施形態を示す。袋540が椀状に形成された部分を有するので、袋540を食器の第一壁510,513に接するよう効率的に配置することができる。コーヒーまたは茶のカップの場合には、椀状に形成された部分を有する袋540を、例えば第一壁510の底部513と第一壁の立ち上がり側部514とに同時に接するよう好適に配置することができる。任意の形状の第一壁510にも同じ原理を適用できることは当業者には明らかであろう。袋540は、袋540と第一壁510との間で良好な接触が行われるよう対応する形状を有する壁部分を有することができる。

0045

好ましい実施形態において、第一壁510と袋540との間の接触面は、袋540の全外面の三分の一より大きい。第一壁510と袋540との間の接触面は、適切な厚さの相変化材545が充填された袋540を備えることによって、および/または袋540の一部を好適な形状とすることによって、良好な作用を受けることができる。

0046

二重壁の食器の例示的な実施形態において、第一壁510は加熱すべき壁であり、相変化材545は融解温度が65℃〜95℃であり、好ましくは70℃〜80℃である。このような融解温度である相変化材545は、コーヒー、茶、チョコレート等の熱い飲料向けの食器における使用に非常に適している。

0047

二重壁の食器の他の例示的な実施形態において、第一壁510は冷却すべき壁であり、相変化材545は融解温度が0℃〜14℃であり、好ましくは4℃〜8℃である。このような融解温度である相変化材545は、アイスクリーム等の冷たい食べ物または冷たい飲料向けの食器における使用に非常に適している。

0048

二重壁の食器の好ましい実施形態において、袋140は第一フィルムおよび第二フィルムを備えており、相変化材145は第一フィルムと第二フィルムとの間に配置される。袋が必要な可撓性、弾性および/または寸法を有し、フィルムが相変化材を密封状態に維持できる限り、袋のフィルムには種々の材料を用いることができる。食器内での相変化材の移動の自由度は、このように、袋によって制限される。種々の材料が上述の要求を満たすこと、およびフィルムを例えば種々のタイプのプラスチックまたはアルミニウムで形成できることは、当業者には明らかであろう。さらに、フィルムは、異なる材料特性を一のフィルムにおいて合わせ持つことができるよう、適切に積層構造とすることには利点がある。フィルムは、上述した特性のうちの一つ以上を有することができる。

0049

図6Aは、おおむね「通常の」皿の形状である上側第一部分601を有する皿を示す。上側第一部分601には、略平坦な円形状の第二下側部分602が取り付けられる。第一部分601は第一壁610を備える。また、第二部分602は第二壁620を備える。袋640は、第一部分601の第一壁610の下側に面して、好ましくは略中央に配置される。上側第一部分601は、その下側に、皿が配置される面と接触する円形状の支持縁部611を有する。支持縁部611の内側には、第二部分602の周辺縁部622が例えば接着によって取り付けられる支持フランジ612が設けられる。第二部分602が第一部分601に取り付けられると、断熱層、例えば空気層が存在する空間630が、袋640と第二部分602の第二壁620との間に形成される。

0050

図6Bは、図6Aと同様な一の食器を示す。その違いは、図6Bにおける第一上部601は、底側が略平坦であり、第二下側部分602の上側縁部622に取り付けられることにある。第二部分602は、第二壁620を備えており、そして皿を支持する底側縁部621を有する。

0051

他の実施形態において、第一壁および第二壁は、一の食器を形成するようにさらなる部分とともに最終製品とされる一体的に形成された二重壁のピースの一部を形成することができる。なお、図1Aおよび図5に示す変形例も、袋が収容される密閉食器を形成するよう、典型的には互いに取り付けられる二つ以上の部分から製造されることは当業者には理解されよう。

0052

本発明は上で説明した実施形態には限定されず、そして添付の特許請求の範囲の請求項によってのみ定義される本発明の範囲内で多くの変更および変形を実現可能であることは当業者には理解されよう。

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