JP2001072193A - 飲料供給装置などに用いる積層冷却コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導性がよく、微生物の繁殖を防止し、か
つガスガリア性に優れるとともに、コンパクト化が可能
である飲料供給装置などに用いる積層冷却コイルを提供
する。 【解決手段】 飲料供給装置もしくは食品調理器におい
て飲料もしくは食品が通過する冷却コイルであって、金
属で形成された外層と、この外層の内側に積層されてい
る押出成形によって形成された樹脂内層とから成る積層
冷却コイルを用いる。前記樹脂内層が前記外層の内側に
接着剤により積層されており、前記樹脂内層を形成する
樹脂として、通過する飲料もしくは食品の表面張力より
小さい表面張力を有する樹脂を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料供給装置など
に用いる積層冷却コイルに関するものであり、さらに詳
しくは飲料供給装置もしくは食品調理器においてジュー
ス、コーヒー、ビール、水、茶などの飲料もしくはクリ
ーム、ソフトクリーム、ムース、スープなどの流動性の
ある食品が通過するのに用いられる積層冷却コイルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、飲料などの供給装置に使用する伝
熱配管としてステンレス管などの金属管が使用されてい
たが、微生物が入りこんで増殖したり、内面に商品の一
部、また、水に溶解したＣａやＭｇなどのスケールが堆
積し、配管内面が汚れると云った問題点があった。この
ような問題を解決するために、ステンレス管の替わりに
フッ素樹脂またはポリエチレン樹脂などで作ったプラス
チックチューブを束ねて使用することが提案されている
（特開平２−１６９９９２号公報）。しかし、フッ素樹
脂またはポリエチレン樹脂などのプラスチックチューブ
は飲料などの供給装置に使用する伝熱配管の素材として
使用するには、熱伝導性が悪い、チューブを束ねて使用
するので装置が大型化する、酸素透過度が高くガスバリ
ア性が悪いなどの問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、伝熱管の内面
に、塗料を塗布したり、ゾル−ゲル化処理により薄い皮
膜をコーテイングすることが試みられたが、皮膜の膜厚
制御が困難であり、またピンホールが発生したり、発生
したピンホールの確認が困難であるなどの問題がある
上、飲料などを流した場合、皮膜が摩耗して耐久性が損
なわれたり、摩耗粉が飲料などの商品に混入する問題が
あった。本発明の目的は、従来の諸問題を改善し、熱伝
導性がよく、微生物の繁殖を防止し、かつガスガリア性
に優れ、コンパクトにすることが可能な冷却コイルを提
供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決するための請求項１の発明は、飲料供給装置もしくは
食品調理器において飲料もしくは食品が通過する冷却コ
イルであって、金属で形成された外層と、この外層の内
側に積層されている押出成形によって形成された樹脂内
層とから成ることを特徴とする飲料供給装置などに用い
る積層冷却コイルに関するものである。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１記載の積層冷
却コイルにおいて、前記樹脂内層が前記外層の内側に接
着剤により積層されていることを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１あるいは請求
項２記載の積層冷却コイルにおいて、前記樹脂内層を形
成する樹脂として、通過する飲料もしくは食品の表面張
力より小さい表面張力を有する樹脂を用いることを特徴
とするものである。

【０００７】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
のいずれかに記載の積層冷却コイルにおいて、前記樹脂
内層を押出成形によって形成する際、結晶化を抑制して
非結晶質部分を多くするために急冷を実施したことを特
徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明の外層を形成する金属としては、具体的には、例え
ば、ステンレススチール、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金、銅あるいは銅合金などを挙げることができ
る。しかし、アルミニウムあるいはアルミニウム合金は
耐食性に問題があるため、例えば外層と内層とを樹脂被
覆する必要がある問題があり、銅あるいは銅合金は毒性
の問題がある。したがってこれらの金属の中ではステン
レススチールが好ましく使用できる。ステンレススチー
ルを用いると樹脂内層に万一ピンホールがあったり、一
部剥離があっても安全性が確保される利点がある。

【０００９】本発明の積層冷却コイルはこの外層の内側
に押出成形によって形成された樹脂内層が積層されて形
成されている。樹脂の押出成形は、塗料を塗布したり、
ゾル−ゲル化処理による方法に比べて容易であり、公知
の押出成形方法を用いて連続的に成形できるので経済的
である上、厚さ制御が容易であり、ピンホールが発生し
難い利点がある。本発明で用いる樹脂は押出成形が可能
な樹脂であれば特に限定されない。しかし、下記特性
（１）〜（４）を有する樹脂は好ましく使用できる。 （１）外層の内側に直接あるいは接着剤を介して耐久性
よく強固に接着して積層できて、使用中などに剥離しな
い。 （２）樹脂内層として使用した際に温度による収縮が比
較的に小さい。 （３）適度な柔軟性を有し内層パイプ（チューブ）など
にした場合にキンクして折れない。 （４）加熱して延伸したりあるいは加圧空気などの気体
によりブローアップした時に破れたりせず容易に延伸、
ブローアップ、拡径できる。

【００１０】このような特性を有する樹脂としては、具
体的には例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ
塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、ポリアセタール系樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルアルコールケン化物
系樹脂、エチレンービニルアルコール共重合体系樹脂な
どおよびこれらの混合物やアロイなどの熱可塑性樹脂や
エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノー
ル系樹脂、ユリア・メラミン系樹脂、ポリウレタン系樹
脂、シリコーン系樹脂、紫外線硬化系樹脂、電子線硬化
系樹脂などの熱硬化性樹脂を挙げることができる。この
ように、その外層の内側に押出成形によって形成された
樹脂を内層として積層した積層コイルは、外層が金属で
あるために熱伝導性がよく、かつ酸素を透過せずガスバ
リア性に優れるとともに、内層を押出にて形成すること
でその膜厚を調整することが可能なことから、薄い樹脂
内層が実現できる為に内層での熱伝導性も向上する。し
かも、飲料もしくは食品と直接接触する内層は樹脂であ
る為に飲料や食品などの一部やスケールが堆積しにく
く、堆積物が飲料や食品に含まれる細菌や微生物の温床
となって繁殖することが効果的に防止される。

【００１１】前述したように内層に用いる樹脂は押出成
形が可能な樹脂であれば特に限定されないが、飲料や食
品または微生物が付着しないと言う観点から好ましい樹
脂について説明する。一般的に、飲料や食品などが接触
する表面へ飲料、食品、微生物、無機物などが付着する
形態としては、表面の凹凸の中に単純に絡まっている場
合、分子間の引力によるものでファンデル・ワールス力
と呼ばれるもので結合している場合、静電気的な性質に
よって付着している場合、表面分子と弱い化学結合によ
って結合している場合、表面内部に浸透、拡散している
場合などが考えられる。したがって飲料、食品、微生
物、スケールの付着を効果的に防止するためには、表面
自由エネルギーを低下させて揆水性、防汚効果を上げる
とともに、電気的に中性化し、表面の凹凸をなくし、停
滞する凹部をなくすことが必要となる。

【００１２】表面を形成する材質と液体の濡れの関係
は、Ｚｉｓｍａｎが表面自由エネルギーの目安として提
唱した臨界表面張力（γｃ）［接着の科学：著者：竹本
喜一、三刀基郷、講談社 １９９７］を用いて説明され
る。すなわち、ある液体がある固体を濡らすためには、
その固体に対する液体の表面張力（γ）がその液体の臨
界表面張力（γｃ）より小さい値であることが必要であ
る。ちなみに、水、油、メチルアルコールの臨界表面張
力（γｃ）（ｍＮ／ｍ）（温度２０℃、接触させる気体
は空気である）は、水が７２．７５、油が３２、メチル
アルコールが２２．２７であり、一方、フッ素系樹脂で
あるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）が１
８．４、フッ化エチレン・パーフロロアルコキシ共重合
体（ＰＦＡ樹脂）が１０、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ樹脂）が３３であり、脂肪酸アミン単分子膜が２
４、ポリエチレン（ＰＥ樹脂）が３１、ポリジメチルシ
ロキサンが２４、ポリ塩化ビニルが３９、ポリ塩化ビニ
リデンが４０、ポリアミド樹脂（ナイロン１１）が４２
〜４６である。

【００１３】上記の各種の液体や固体の臨界表面張力
（γｃ）のデータからＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＶ
ＤＦ樹脂、脂肪酸アミン単分子膜、ＰＥ樹脂、ポリジメ
チルシロキサン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリアミド樹脂（ナイロン１１）は程度の差はある
がいずれも揆水性を呈することが判る。しかし、ＰＶＤ
Ｆ樹脂、脂肪酸アミン単分子膜、ＰＥ樹脂、ポリジメチ
ルシロキサン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリアミド樹脂（ナイロン１１）などは油脂分をはじく
ことが難しいことが判る。それに対して、臨界表面張力
（γｃ）が２０以下のフッ素系樹脂であるＰＴＦＥ樹
脂、ＰＦＡ樹脂は優れた揆水性を有するとともに優れた
揆油性を呈する。

【００１４】上記のように樹脂内層用樹脂として、例え
ばポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系
樹脂などあるいはこれらの組成物などを用いることによ
り、微生物が入り込んで内部表面に付着して増殖した
り、飲料や食品などの一部やスケールが堆積するのを抑
制したり防止することができる。

【００１５】従来、ステンレススチール製外層内に直接
ＮａＣｌ含有量が多いシロップを通過させるとステンレ
ススチール表面の酸化物保護膜の不働態が破壊されるた
めにそのようなシロップは販売が不可能であった。しか
し、ステンレススチールの外層の内側に非粘着性であっ
て、かつ自己潤滑性および耐シロップ性に優れたポリオ
レフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂など
あるいはこれらの組成物などの樹脂で形成された樹脂内
層を積層すれば飲料、食品、微生物、無機物の付着を防
止できるとともに、従来販売が不可能であったシロップ
も取り扱うことが可能となる。

【００１６】本発明で使用できるポリオレフィン系樹脂
としては、具体的には、例えば、ＰＥ樹脂、ポリプロピ
レン（ＰＰ樹脂）、エチレン−α−オレフィン共重合体
樹脂など、これらの２種以上の組み合わせ、これらを含
む組成物などを挙げることができ、本発明で使用できる
フッ素系樹脂あるいはフッ素系樹脂組成物としては、具
体的には、例えば、ＰＴＦＥ樹脂、４フッ化エチレン・
６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ樹脂）、ＰＦＡ樹
脂、エチレン・テトラフロロエチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ樹脂）、ＰＶＤＦ樹脂、これらの２種以上の混合物、
これらを含む組成物などを挙げることができ、本発明で
使用できるシリコーン系樹脂は、フェニルメチルシリコ
ーンレジン、メチルシリコーンレジン、変性シリコーン
レジンなどを挙げることができる。

【００１７】これらのポリオレフィン系樹脂、フッ素系
樹脂、シリコーン系樹脂などの中でも、飲料や食品が通
過して接触する表面へ飲料や食品、微生物などが付着す
るのをより効果的に防止するためには、飲料や食品など
の表面張力より小さい表面張力を有するフッ素系樹脂が
より好ましく使用できる。表面自由エネルギーの低いフ
ッ素系樹脂の静的接触角は、例えば、ＰＴＦＥ樹脂が１
０８°、ＦＥＰ樹脂が１０５°、ＰＦＡ樹脂が１１５°
ＰＶＤＦ樹脂が９３°、ＥＴＦＥ樹脂が９６°と大き
い。

【００１８】また、樹脂内層用樹脂として、飲料や食
品、微生物などが停滞しないように樹脂内層の内表面の
平滑性を向上させるため、樹脂の溶融粘度の低いもの、
例えば１０6 Ｐａ・ｓ以下の樹脂を用いることが好まし
い。また、樹脂の球晶サイズは通常約５０〜１００μｍ
程度（例えば、ＰＦＡ樹脂）であるが、これより小さい
約５〜２０μｍ程度の球晶サイズの樹脂を使用すること
が好ましい。溶融粘度の高い樹脂（例えば、ＰＴＦＥ樹
脂の溶融粘度は１０11Ｐａ・ｓ）は流動性が悪く押出成
形時に表面に凹凸ができ易い。表面の凹凸は飲料や食
品、微生物などが停滞し易いので好ましくない。例え
ば、溶融粘度の高い樹脂もしくは球晶サイズの大きい樹
脂（例えば、ＰＦＡ樹脂）を用いてチューブを押出成形
して、外面から急冷する場合、チューブの外表面に比較
して内表面は自然冷却に近くなるためポーラスといわれ
る凹凸が形成され易い。溶解した樹脂が冷却されるにつ
れて球晶が成長し、隣り合う球晶とぶつかり合って成長
が止まった時が固化した状態となることがポーラス発生
の原因と考えられる。このようなポーラスには飲料や食
品、微生物などが溜り易いので好ましくない。

【００１９】前記フッ素系樹脂の中でも分子中のＦ含有
量がＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂と比較して少ないポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ樹脂）は、溶融押出成形が可
能である上、適当な接着剤などを用いれば外層との接着
性がよく、また接着処理時に内層表面を金属ナトリウム
などで処理した上で接着剤を塗布する必要がなく、一旦
外層に積層したポリフッ化ビニリデン樹脂内層は、積層
冷却コイルの樹脂内層に使用された場合、ヒートショッ
クを受けても外層によく接着していて外層からポリフッ
化ビニリデン樹脂内層が剥離することがなく、本発明に
おいて好ましく使用できる。

【００２０】また、予め成形したポリフッ化ビニリデン
樹脂内層パイプを外層内部に挿入して適宜加熱した後、
内層パイプ内に圧縮空気を吹き込んで内層パイプを膨ら
ませて外層に積層る際、適宜に加熱したポリフッ化ビニ
リデン樹脂内層パイプはよく伸びてピンホールなどがで
きずによく膨らむ特性があり、ブローアップ比、拡径率
を大きくとれる利点がある。

【００２１】ポリフッ化ビニリデン樹脂はピンホールな
どの欠陥を生じることなくブローアップ比や拡径率を大
きくとれるので外層内に挿入する内層パイプの径や厚さ
を小さくできるとともに、この内層パイプはしなやかで
柔軟性があるので外層内に挿入し易い。

【００２２】ピンホールなどの欠陥が樹脂内層に存在し
ないと、外層が樹脂内層によってよく保護される。ピン
ホールなどの欠陥がないポリフッ化ビニリデン樹脂製の
樹脂内層をステンレススチール製外層の内側に積層すれ
ば、前記のようなＮａＣｌ含有量の多いシロップによっ
てステンレススチールが侵される問題がなくなる。

【００２３】ポリフッ化ビニリデン樹脂などのフッ素系
樹脂は、分子量が異なる２種以上の同種あるいは異種の
樹脂を混合して分子量分布を調製して溶融加工性、コー
テイング性、接着性、表面の平滑度などの特性を改善す
ることが好ましい。

【００２４】本発明で用いるポリフッ化ビニリデンなど
のフッ素系樹脂は、必要に応じてその優れた性質をさら
に高めるために、その他の各種添加剤を配合した形でも
用いられる。この様な添加剤としては、有機フィラー、
無機フィラー、酸化防止剤、顔料・染料、分散剤、可塑
剤、滑剤、殺菌剤、フッ素系樹脂以外の熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂などが挙げられる。これら添加剤を配合す
る場合は、それぞれ単独で使用しても良く、また２種類
以上組み合わせて使用してもよい。これら公知の添加剤
を配合する場合の添加量は任意であるが、ポリフッ化ビ
ニリデンなどのフッ素系樹脂の本来有する性質を妨げな
い範囲で、通常、これら公知の添加剤の合計量が組成物
全量基準で２０重量％以下となるような量を添加するの
が好ましい。

【００２５】本発明の積層冷却コイルは高い熱伝導性が
要求されるので、樹脂内層を薄膜とすることが好まし
い。本発明において、薄膜とは２００μｍ以下の肉厚の
薄膜をいう。２００μｍ以下とした理由を次に述べる。
長さ１２．５ｍ、外径６．３５ｍｍ、内径５．５５ｍｍ
のステンレススチール（ＳＵＳ）製冷却コイル（樹脂内
層なし）内に３０℃の水を流し２℃の冷却水で冷却して
供給する場合と同等の冷却効率を得るためには、外径
６．３５ｍｍ、内径５．５５ｍｍのステンレススチール
（ＳＵＳ）製冷却コイルの内側に２００μｍ厚さの樹脂
内層を積層した場合は、長さを４２ｍにする必要がある
のに対して、同ステンレススチール（ＳＵＳ）製冷却コ
イルの内側に１００μｍ厚さの樹脂内層を積層した場合
は、長さは２５．５ｍでよく、同ステンレススチール
（ＳＵＳ）製冷却コイルの内側に５０μｍ厚さの樹脂内
層を積層した場合は、長さは１７．１ｍでよい。このよ
うに樹脂内層の厚さを２００μｍ以下にすれば熱伝導性
があまり損なわれないので冷却コイルの長さを実用的な
範囲内にすることができる。

【００２６】本発明において、樹脂内層を外層の内側に
適当な接着剤を用いて積層するようにすれば、相互に接
着して積層するのが困難である外層（例えばステンレス
スチール製外層）とポリオレフィン系樹脂やポリフッ化
ビニリデンなどのフッ素系樹脂あるいはシリコーン系樹
脂などの樹脂内層とを強固に容易に接着して積層でき
る。例えば、樹脂内層となる前駆体を予め形成してお
き、外層の内部にこの前駆体を挿入して接着剤を介して
積層することもできる。

【００２７】外層と樹脂内層との剥離により飲料や食品
が外層と樹脂内層との間に入ると、間に入った飲料や食
品が停滞、滞留して変質などして通過する全ての飲料あ
るいは食品に混入して商品価値を損ねる重大な問題とな
るので、本発明においては外層と樹脂内層とがよく接着
して積層され剥離しないような耐久性を有する接着剤を
用いることが必要である。

【００２８】本発明の積層冷却コイルは、例えば冷却水
槽内で３０℃の飲料水を急激に４℃以下の温度に冷却す
るサイクルが繰り返されるために、外層と樹脂内層の材
質の違いによる温度収縮差が発生し、外層と樹脂内層が
剥離する恐れがある。したがって、本発明においては、
温度収縮差を吸収して緩和する作用・効果がある接着剤
が好ましく使用できる。また、積層冷却コイルに用いる
接着剤としては熱伝導性を向上した接着剤を使用するこ
とが好ましい。本発明で用いる接着剤は上記特性を有す
る接着剤であればよく、熱可塑性接着剤でも熱硬化性接
着剤でもあるいはこれらの組み合わせでもよく特に限定
されない。本発明においては市販の接着剤を使うことも
できる。

【００２９】本発明で用いる外層は、樹脂内層とよく接
着するように酸洗い、アルコール洗浄などによる脱脂、
あるいは水洗などによって洗浄したり、プライマー処理
したりなど前処理することが好ましい。

【００３０】本発明の積層冷却コイルは内径が１０ｍｍ
以下のパイプ（内径の下限は特に限定されないが、現在
のＪＩＳ規格によれば３．９７ｍｍ程度である）である
ことが好ましい。１０ｍｍ以下であると、圧損失が大き
くなって内部を通過する飲料や食品の流速が小さくな
り、熱伝導性が向上するとともに、例えばコイル形状に
加工しやすく、コイル形状に加工すれば占有体積を小さ
くしてコンパクト化できる利点がある。

【００３１】内径１０ｍｍ以上の積層冷却コイルは次の
理由から好ましくない。内径が１０ｍｍ以上の外層の内
側に積層される樹脂内層の前駆体の内層パイプは水道管
などに使用されているＰＶＣ管の製造方法により製造す
ることが商業的に考えた場合に有利である。しかしこの
方法であらかじめ押出成形によって形成された薄肉の内
層パイプを内径１０ｍｍ以上の外層に挿入する場合、キ
ンクし易く、作業性が悪い上、内外層間を積層する際、
空気抜きが困難となる。内径１０ｍｍ以上の積層冷却コ
イルは、内径１０ｍｍ以下の積層冷却コイル（例えば、
内径５．５５ｍｍ、９．５２ｍｍ）と比較して熱伝導性
が悪く、コンパクト化ができない。例えば、流速３．５
ｍ／ｓｅｃ（６０ｃｃ／ｓｅｃ）程度で販売を行う内径
９．５２ｍｍの積層冷却コイルと同じ熱伝導性にする場
合、内径１０ｍｍ以上の積層冷却コイルの場合は流速を
遅くして販売時間（例えば、飲料もしくは食品がコップ
に一杯になるまでの時間）を３倍程度にするか、積層冷
却コイル長さを３倍程度にする方法が考えられるが、こ
れでは非実用的である。

【００３２】押出成形によってポリフッ化ビニリデン樹
脂などの結晶性熱可塑性樹脂を溶融した後、冷却して樹
脂内層を成形する際、結晶化を抑制して非結晶部分を多
くするために急冷を行うことが好ましい。非結晶部分が
多くなると耐熱性や引っ張り強度はやや低下するが、伸
びが向上するとともに耐衝撃性が向上するので樹脂内層
として好ましく使用できるようになる。

【００３３】以下、図１に基づいて、飲料供給装置１０
０などに用いる本発明の積層冷却コイルの一実施形態を
ジュースのポストミックス型自動販売機を例に挙げて説
明する。１は、飲料供給装置１００で販売する商品、す
なわちジュースの原料となる図示しないシロップが充填
されたステンレス鋼板製のシロップタンクであり、途中
に本発明の積層冷却コイル２と供給弁３が介在する配管
４を介してノズル５と連結されている。なお、シロップ
タンク１には炭酸ガスボンベ６が減圧弁７を介して連結
されていて、炭酸ガスの圧力がボンベ内のシロップ上面
に作用し、シロップタンク１内のシロップが配管４に押
し出される構成となっている。

【００３４】８はシロップタンク１から供給される濃縮
ジュースを所定濃度に希釈するための水道水を適量貯溜
するシスターンであり、このシスターン８も途中に本発
明の積層冷却コイル９と供給弁１０が介在する配管１１
を介してノズル１２と連結されている。本発明の積層冷
却コイル２・９は水槽１３の内部に設置されていて、冷
凍機１４によって所定温度に冷却される水槽内の水１５
に放熱して冷却されるようになっている。

【００３５】また、シスターン８には、水位制御装置１
６を設け、シスターン８内の水位が所定レベル以下にな
ると水管１７に設けた電磁弁１８を開弁し、所定レベル
以上になるとこれを閉弁するように構成して、所定の水
量を常時保有できるように構成してある。１９は例えば
紙製のコップであり、図示しない従来周知の機構によっ
て、所定の金額の貨幣が供給されて商品選択ボタンが操
作されたときに、収納部から排出されて、ノズル５・１
２の注出口の下方に搬送・位置するようになっている。

【００３６】本発明の積層冷却コイル２・９は、外層が
熱伝導性を考慮して内径１０ｍｍ以下のステンレス鋼管
で、内側に押出成形によって形成された外径１０ｍｍ以
下で熱伝導性を考慮して厚さ２０μｍの、非粘着性、自
己潤滑性および耐シロップ性に優れたポリフッ化ビニリ
デン樹脂で作ったパイプ形状の樹脂内層が接着剤を介し
て積層されている。外層のステンレス鋼管は樹脂内層と
よく接着するように予め洗浄し、プライマー処理されて
いる。

【００３７】図２は、本発明の積層冷却コイル２・９を
製造する工程を示す説明図である。 （１）先ず、冷間圧延ステンレス鋼鈑２０を切断、巻き
加工などフォーミングして、 （２）に示したようなパイプ前駆体２１を作り、 （３）パイプ前駆体２１の溶接部ａを図示しない溶接機
により溶接して内径１０ｍｍ以下のステンレスパイプ２
２を作る。ステンレスパイプ２２は脱脂あるいは酸洗い
を行い、内面を必要に応じてエポキシ樹脂などでプライ
マー処理する。 （４）処理したステンレスパイプ２２をフォーミングフ
レア加工して（４）に示すようなフォーミング形状のス
テンレスパイプ２３とする。 （５）フォーミング形状のステンレスパイプ２３の内側
に、別に押出成形によって成形された外径１０ｍｍ以
下、厚さ２０μｍのポリフッ化ビニリデン樹脂（極限粘
度５．０ｄｌ／ｇ以上）を用いて作ったパイプ２４の外
部表面に不飽和カルボン酸無水物変性ポリエチレンから
なる接着剤２５（厚さ約１０μ程度）を設けたパイプ２
４を白矢印で示したように挿入する。パイプ２４を挿入
後、全体を約１４０〜２００℃に加熱する。このように
積層冷却コイル２・９の内径を１０ｍｍ以下のパイプと
し、かつ通常のコイル形状よりコイル間の距離を一層狭
くしたフォーミング形状にすることにより、内部を通過
する飲料や食品の流速が小さくなるので熱伝導性が向上
して内部を通過する飲料あるいは食品の温度を短時間
（瞬時）に冷却できる効果があるとともに、長尺のパイ
プをフォーミング形状に巻いて占有体積を一層小さくし
て一層コンパクト化できる利点がある。ここで、フォー
ミング形状とはパイプの最小曲げＲがＲ１０ｍｍ以上の
曲げを一箇所以上含むものである。

【００３８】押出成形により、ポリフッ化ビニリデン樹
脂を溶融成形した後、冷却してパイプ２４を成形する
際、結晶化を抑制して非結晶部分を多くするために約１
４０〜２００℃に加熱されたポリフッ化ビニリデン樹脂
を常温の水中に入れて急冷を行った。非結晶部分が多く
なるとパイプ２４の耐熱性や引っ張り強度はやや低下す
るが、伸びが向上するとともに耐衝撃性が向上するので
樹脂内層として好ましく使用できる。

【００３９】そして、加熱されたパイプ２４の内部に空
気もしくは加圧した空気（例えば、０．５〜２気圧程
度）を吹き込んで、加熱した上でパイプ２４を膨張させ
て膨らませてフォーミング形状のステンレスパイプ２３
の内壁面に押しつけ、パイプ２４の外部表面とステンレ
スパイプ２３の内壁面との間にある空気を排除して、パ
イプ２４を接着剤２５を介してステンレスパイプ２３の
内壁面に積層する。（６）に、パイプ２４を接着剤２５
を介してステンレスパイプ２３の内壁面に積層して作っ
たフォーミング形状のステンレスパイプ２３を示す。こ
のように積層冷却コイル２・９の内径を１０ｍｍ以下の
パイプとし、かつフォーミング形状の外層の内側に、あ
らかじめ押出成形によって形成された樹脂内層を挿入し
て積層することにより、例えば前記のように樹脂内層と
なる前駆体を予め形成しておき、外層の内部にこの前駆
体を挿入して適宜加熱して膨らませるなどして接着剤を
介して容易に積層できる。あらかじめ押出成形によって
形成された前駆体を用いて樹脂内層を形成すると、設備
投資が少なく、小ロット生産に対応できる効果がある。

【００４０】この積層冷却コイル２・９は外層が金属で
形成され、その外層の内側に押出成形によって形成され
た薄い樹脂内層が積層してあるので、熱伝導性がよく、
かつガスガリア性に優れるとともに、微生物が入り込ん
で増殖したり、飲料や食品などの一部やスケールが堆積
せず、しかもコンパクトに形成される。飲料供給装置に
使用される冷却コイルは一般に１．０〜２０ＭＰａ程度
の耐圧が必要であるが、これを樹脂にて構成した場合は
樹脂の厚さが２ｍｍ以上必要でこれでは熱伝導性が悪
く、一方、金属にて構成した場合は厚さが０．３ｍｍ以
上で良く熱伝導性が良い。従って、外層を金属、内層を
樹脂にて形成すると複数本の樹脂チューブを束ねた冷却
コイルと比べて熱伝導性に優れる。また、飲料供給装置
などの冷却水槽内に配置される冷却コイルは、絶えず水
槽内の熱交換水に晒されているが、飲料や食品が冷却コ
イルの内面を通過すると、この熱交換水の影響を受けて
味や臭いが変化する。よって、冷却コイルは熱交換水か
らの影響を排除できる、すなわち、酸素透過度が低いも
のでなければならない。この点複数本の樹脂チューブを
束ねた冷却コイルは金属製の冷却コイルと比べて酸素透
過度が高く、食品又は飲料が通過する冷却コイルには不
向きである。しかしながら、外層を金属とした冷却コイ
ルの酸素透過度は極めて低く、内層の樹脂選定に関して
酸素透過度を考慮する必要がなくなる。そして、押出成
形により形成された樹脂内層は、厚さ制御が容易であ
り、ピンホールが発生し難く、例えピンホールが発生し
てもゴムや樹脂製のボール玉のようなピグを積層冷却コ
イル２・９の内部に通すことにより容易に確認できる。

【００４１】本発明の積層冷却コイル９の内面は、シス
ターン８から希釈用として供給される水が冷却されるた
め、水に溶解していたＣａやＭｇなどのスケールが析出
し易く、このため従来はスケールの堆積が問題となって
いたが、本発明の積層冷却コイル９の内面は前記のよう
な撥水性樹脂内層で形成されているため、析出したスケ
ールは付着し難く、通過する水と共に流れ去るので内面
に堆積することはない。

【００４２】ところで、本発明は上記実施形態に限定さ
れるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨か
ら逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００４３】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の積層冷却コイル
は、熱伝導性がよく、微生物の繁殖を助長するスケール
の堆積を防止できるとともに、かつ酸素透過度が極めて
低くガスバリア性に優れ、コンパクトにすることが可能
である。押出成形により形成された樹脂内層は、厚さ制
御が容易であり、ピンホールが発生し難く、例えピンホ
ールが発生しても容易に確認できる。

【００４４】本発明の請求項２記載の積層冷却コイル
は、樹脂内層を外層の内側に接着剤により積層したの
で、例えばポリオレフィン系樹脂やフッ素系樹脂やシリ
コーン系樹脂などのように外層の金属に接着して積層す
るのが困難な組み合わせでも、適当な接着剤を用いて両
者を強固に接着できる。

【００４５】本発明の請求項３記載の積層冷却コイル
は、樹脂内層を形成する樹脂として、通過する飲料もし
くは食品の表面張力より小さい表面張力を有する樹脂を
用いたので、飲料や食品の一部やスケールや微生物が堆
積しにくい。

【００４６】本発明の請求項４記載の積層冷却コイル
は、樹脂内層を押出成形によって形成する際、急冷を実
施して非結晶質部分を多くしたので、伸び、耐衝撃性が
向上した樹脂内層が形成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】 飲料供給装置などに用いる本発明の積層冷却
コイルの一実施形態を示す説明図である。

【図２】 図１に示した本発明の積層冷却コイルを製造
する工程例を説明する説明図である。

【符号の説明】

１００ 飲料供給装置 ２・９ 積層冷却コイル ３・１０ 供給弁 ４・１１ 配管 ５・１２ ノズル ２２ ステンレスパイプ（外層） ２３ フォーミング形状のステンレスパイプ ２４ パイプ（内層） ２５ 接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飲料供給装置もしくは食品調理器におい
   て飲料もしくは食品が通過する冷却コイルであって、金
   属で形成された外層と、この外層の内側に積層されてい
   る押出成形によって形成された樹脂内層とから成ること
   を特徴とする飲料供給装置などに用いる積層冷却コイ
   ル。
2. 【請求項２】 前記樹脂内層が前記外層の内側に接着剤
   により積層されていることを特徴とする請求項１記載の
   積層冷却コイル。
3. 【請求項３】 前記樹脂内層を形成する樹脂として、通
   過する飲料もしくは食品の表面張力より小さい表面張力
   を有する樹脂を用いることを特徴とする請求項１あるい
   は請求項２記載の積層冷却コイル。
4. 【請求項４】 前記樹脂内層を押出成形によって形成す
   る際、結晶化を抑制して非結晶質部分を多くするために
   急冷を実施したことを特徴とする請求項１から請求項３
   のいずれかに記載の積層冷却コイル。