JP2001289364A - 飲料用熱交換積層管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウムなどの金属を使用しても、腐食
の発生がなく、かつ熱伝導性がよく、微生物の繁殖が防
止され、ガスバリア性に優れ、コンパクト化が可能であ
る飲料供給装置などに用いる飲料用熱交換積層管を提供
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熱交換積層管であって、
金属で形成された中間層と、この中間層の外側に積層さ
れている樹脂外層と、前記中間層の内側に積層されてい
る樹脂内層とから成る飲料用熱交換積層管を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飲料供給装置などに
用いる飲料用熱交換積層管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飲料用熱交換積層
管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、本発明者は、
熱伝導性がよく、微生物の繁殖を防止し、かつガスバリ
ア性に優れ、コンパクトにすることが可能な冷却コイル
として、先に金属で形成された外層と、この外層の内側
に積層されている樹脂内層とから成る積層冷却コイルを
提案した（特願平１１−２５１７５９号明細書）。しか
し、この積層冷却コイルは水槽内に設置されて所定温度
に冷却された水に接触して熱交換して冷却されるように
なっているため、外層の金属としてアルミニウム、アル
ミニウム合金などの金属を使用すると、腐食が発生する
という問題があった。本発明の目的は、アルミニウム、
アルミニウム合金などの金属を使用しても、腐食が発生
せず、かつ熱導性がよく、微生物の繁殖を防止し、ガス
バリア性に優れ、コンパクトにすることが可能な飲料用
熱交換積層管を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム、アルミ
ニウム合金などの金属で形成された中間層の外側に例え
ば低吸水率、耐水性、耐食性を有する樹脂を積層し、前
記中間層の内側に例えば揆水性の樹脂を積層することに
より課題を解決できることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【０００５】すなわち、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熱交換積層管
であって、金属で形成された中間層と、この中間層の外
側に積層されている樹脂外層と、前記中間層の内側に積
層されている樹脂内層とから成ることを特徴とする飲料
用熱交換積層管に関するものである。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の飲料用
熱交換積層管において、前記樹脂外層および樹脂内層が
前記中間層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。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１あるいは請求
項２記載の飲料用熱交換積層管において、前記樹脂外層
を形成する樹脂として、低吸水率、耐水性、耐食性を有
する樹脂を用い、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
力を有する揆水性の樹脂を用いる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
発明の中間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、いずれの金属も使用可能である。しかし、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金は熱伝導性がよく、軽
く、かつ樹脂外層および樹脂内層と接着し易いので好ま
しく使用できる。

【０００９】本発明の飲料用熱交換積層管は前記金属で
形成された中間層の内側に樹脂内層が積層されて形成さ
れており、そして、中間層の外側に樹脂外層が積層され
て形成されている。積層する方法は押出成形法、塗料を
塗布する方法、ゾル−ゲル化処理方法などいずれでもよ
く、特に限定されるものではない。これらの中でも、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。

【００１０】本発明で用いる樹脂は特に限定されない。
しかし、下記特性（１）〜（５）を有する樹脂は好まし
く使用できる。 （１）中間層の内側および外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）樹脂内層および樹脂外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）樹脂内層に使用する樹脂の場合、適度な柔軟性を
有しパイプ（チューブ）などにした場合にキンクして折
れない。 （４）樹脂内層に使用する樹脂の場合、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。 （５）樹脂外層に使用する樹脂としては低吸水率、耐水
性、耐食性を有する樹脂を用いる。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】冷却水と直接接触する樹脂外層は、低吸水
率、耐水性、耐食性を有する樹脂を用いることが好まし
く、樹脂外層により中間層の金属の腐食が効果的に防止
される。

【００１４】低吸水率、耐水性、耐食性を有する樹脂の
具体例としては、ポリエチレン（吸水率＜０．０１）や
ポリプロピレン（吸水率０．０３）などのポリオレフィ
ン系樹脂、ナイロン６６（吸水率８．４）などのポリア
ミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂（吸水率０．３〜
０．５）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂（吸水率０．２４）、ポリアセタール系樹脂
（吸水率０．２２〜０．２５）、ＡＢＳ樹脂（吸水率
０．１〜０．３）、フッ素系樹脂（吸水率０００）、シ
リコーン系樹脂（吸水率０．１２）、エポキシ系樹脂
（吸水率０．０８〜０．１３）、不飽和ポリエステル系
樹脂（吸水率０．０１〜１．０）、フェノール系樹脂
（吸水率０．３〜１．０）などを挙げることができる。
これらの中でも、特に低吸水率、耐水性、耐食性に優れ
るポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂（吸水率００
０）、シリコーン系樹脂（吸水率０．１２）などは好ま
しく使用できる。

【００１５】このように、中間層の内側に樹脂内層を積
層し、中間層の外側に樹脂外層を積層した本発明の飲料
用熱交換積層管は、中間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、薄い樹脂内層および樹脂外層により熱伝導性も向
上し、しかも中間層がアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金などの金属であっても樹脂外層により腐食が効果
的に防止される。

【００１６】次に内層に用いる樹脂として飲料や食品ま
たは微生物が付着しないと言う観点から好ましく使用で
きる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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】上記のように、樹脂内層および樹脂外層用
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ととも
に、中間層がアルミニウム、アルミニウム合金などの金
属であっても腐食が抑制、防止される。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】樹脂内層用樹脂として、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
どを用いれば中間層との接着性がよく、また接着処理時
に樹脂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、一旦中間層に積層したポリ
フッ化ビニリデン樹脂内層は、本発明の飲料用熱交換積
層管の樹脂内層に使用された場合、ヒートショックを受
けても中間層によく接着していて中間層からポリフッ化
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。

【００２４】また、予め成形したポリフッ化ビニリデン
樹脂内層パイプを中間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
膨らませて中間層に積層る際、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。

【００２５】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
柔軟性があるので中間層内に挿入し易い。

【００２６】ピンホールなどの欠陥が樹脂内層に存在し
ないと、金属で形成された中間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例えばステンレススチー
ル製中間層の内側に積層すれば、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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】本発明の飲料用熱交換積層管は高い熱伝導
性が要求されるので、樹脂内層および樹脂外層を薄膜と
することが好ましい。本発明において、薄膜とは２００
μｍ以下の肉厚の薄膜をいう。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本発明の飲料
用熱交換積層管の長さを実用的な範囲内にすることがで
きる。

【００３０】本発明において、樹脂内層および樹脂外層
を中間層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中間層（例
えばステンレススチール）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、中
間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。

【００３１】中間層と樹脂内層との剥離により飲料や食
品が中間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
となり、一方、中間層と樹脂外層との剥離により中間層
の金属の腐食が発生する恐れがあるので、本発明におい
ては中間層と樹脂内層および樹脂外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。

【００３２】本発明の飲料用熱交換積層管は、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、中間層と樹脂
内層および樹脂外層の材質の違いによる温度収縮差が発
生し、中間層と樹脂内層および樹脂外層が剥離する恐れ
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、本発明の飲料用熱交換積層管に用いる
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。

【００３３】本発明で用いる中間外層は、樹脂内層およ
び樹脂外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。

【００３４】本発明の飲料用熱交換積層管は内径が１０
ｍｍ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。

【００３５】内径１０ｍｍ以上の飲料用熱交換積層管
は、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、中間層と樹
脂内層間を積層する際、空気抜きが困難となる。内径１
０ｍｍ以上の飲料用熱交換積層管は、内径１０ｍｍ以下
のもの（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３．５ｍ／ｓｅｃ（６０ｃｃ／ｓｅｃ）程度
で販売を行う内径９．５２ｍｍの飲料用熱交換積層管と
同じ熱伝導性にする場合、内径１０ｍｍ以上の場合は流
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、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。

【００３６】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
脂内層あるいは樹脂外層を成形する際、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
するので好ましく使用できるようになる。

【００３７】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飲料用熱交換積層管の一実施形
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、途中に本発明の飲料用熱交換積層管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（Ｒ１）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。

【００３８】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
明の飲料用熱交換積層管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（Ｒ２）されている。本
発明の飲料用熱交換積層管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。

【００３９】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。

【００４０】本発明の飲料用熱交換積層管２・９は、中
間層が熱伝導性を考慮して内径１０ｍｍ以下のアルミニ
ウム管で、内側に押出成形によって形成された外径１０
ｍｍ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おり、そして外側に熱伝導性を考慮
して厚さ２０μｍの低吸水率、耐水性、耐食性を有する
ポリエチレン樹脂が接着剤を介して積層されている。中
間層のアルミニウム管は樹脂内層および樹脂外層とよく
接着するように予め洗浄し、プライマー処理されてい
る。

【００４１】図２は、外側にポリエチレン樹脂が接着剤
を介して樹脂外層として積層されているアルミニウムの
中間層の内側に樹脂内層を積層して本発明の飲料用熱交
換積層管２・９を製造する工程を示す説明図である。 （１）先ず、公知の方法によりエチレン・酢酸ビニル共
重合体を主成分とする接着剤ａを介して厚さ２０μｍの
ポリエチレン樹脂を樹脂外層２６として積層したアルミ
ニウム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ｂを図示しない溶接機
により溶接して内径１０ｍｍ以下のパイプ２２を作る。
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パイプ２３と
する。 （５）フォーミング形状のパイプ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２０
μｍ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２
５（厚さ約１０μ程度）を設けたパイプ２４を白矢印で
示したように挿入する。パイプ２４を挿入後、約１４０
〜２００℃に加熱する。パイプ２３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Ｒ
１０ｍｍ以上の曲げを一箇所以上含むものである。

【００４２】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。

【００４３】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パイプ２３の内壁面に
押しつけ、パイプ２４の外部表面とパイプ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パイプ２
３を示す（本発明の飲料用熱交換積層管２・９）。この
ように外側にポリエチレン樹脂が接着剤を介して樹脂外
層として積層された内径１０ｍｍ以下のフォーミング形
状の中間層の内側に、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、中間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樹脂内層を容易に積
層して本発明の飲料用熱交換積層管２・９を製造でき
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。

【００４４】本発明の飲料用熱交換積層管２・９は中間
層がアルミニウムなどの金属で形成され、その外側に低
吸水率、耐水性、耐食性を有する樹脂が薄い樹脂外層と
して積層されており、そ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、中間層の金属
がアルミニウム、アルミニウム合金などであっても腐食
されず、熱伝導性がよく、かつガスバリア性に優れると
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、中間層を金属、外層および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、本発明の飲料用熱交換積層管２・９の金属で
形成された中間層は酸素透過度は極めて低く、内層およ
び外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
ようなピグを本発明の飲料用熱交換積層管２・９の内部
に通すことにより容易に確認できる。

【００４５】本発明の飲料用熱交換積層管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、本発明の飲料用熱交換積層管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。

【００４６】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。

【００４７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の飲料用熱交換積
層管は、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属を
使用しても、腐食が発生せず、かつ熱伝導性がよく、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。

【００４８】本発明の請求項２記載の飲料用熱交換積層
管は、樹脂外層および樹脂内層を中間層に接着剤により
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。

【００４９】本発明の請求項３記載の飲料用熱交換積層
管は、前記樹脂外層を形成する樹脂として、低吸水率、
耐水性、耐食性を有する樹脂を用い、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揆水性の樹脂を用いたの
で、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属を使用
しても、腐食の発生がより防止されるとともに、飲料や
食品の一部やスケールや微生物が堆積しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の飲料用熱交換積層管の一実施形態を
示す説明図である。

【図２】 図１に示した本発明の飲料用熱交換積層管を
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 飲料用熱交換積層管 ３・１０ 供給弁 ４・１１ 配管 ５・１２ ノズル ２２ パイプ（中間層） ２３ フォーミング形状のパイプ ２４ パイプ（樹脂内層） ２５、ａ 接着剤 ２６ 樹脂外層

Claims (3)

【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熱交換積層管であって、
   金属で形成された中間層と、この中間層の外側に積層さ
   れている樹脂外層と、前記中間層の内側に積層されてい
   る樹脂内層とから成ることを特徴とする飲料用熱交換積
   層管。
2. 【請求項２】 前記樹脂外層および樹脂内層が前記中間
   層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記載の飲料用熱交換積層管。
3. 【請求項３】 前記樹脂外層を形成する樹脂として、低
   吸水率、耐水性、耐食性を有する樹脂を用い、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揆水性の樹脂を
   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
   の飲料用熱交換積層管。