JP2018002213A - 断熱複合容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 内容物の入った容器を素手で持つことが可能で取扱い性の向上した断熱容器を提供することを目的とする。また、容器の持ち運び等で鞄等に容器を収納しても、容器表面に結露水が発生して鞄内が濡れる事を防止可能な断熱容器を提供する。【解決手段】 胴部１１と底部１２を備えるカップ状の外側容器１と、外側容器１の内側に収容される、胴部１１と底部１２を備えるカップ状の内側容器２とを、外側容器１と内側容器２との間に保冷保温材３が充填された状態で一体となる二重構造の断熱複合容器１０であって、外側容器１が、少なくともその一部に発泡材で形成された発泡層２２を備えている断熱複合容器１０を特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は断熱複合容器に関する。

従来より自動販売機などで加熱または冷却された飲食品類が販売されている。飲食品類を適正な温度で長時間保持する際に用いられる断熱容器が知られている。例えば、特許文献１には、外側容器および内側容器の隙間に蓄冷／蓄熱材を充填する恒温容器が開示されている。

特開２０１５−２０５６９７号公報

上記特許文献１に開示されている恒温容器は、飲料水等を冷たい状態で飲料する目的で冷蔵庫、冷凍庫等に入れて冷却した飲料入り容器を取り出すとき、または、飲料水等を温かい状態で飲料する目的で加温機、加熱器等に入れて加温した飲料入り容器を取り出すとき、当該容器を素手で手に持つことができない問題があった。また、当該容器を冷却した場合には結露水が発生し易いなどの問題があった。特にジュース等の飲料の入った容器を冷却後、外出時に携帯すると、飲料入り容器の表面が結露により濡れ、当該容器を収納した鞄等が濡れてしまうという問題があった。

本発明は、このような状況においてなされたものであり、内容物の入った容器を素手で持つことが可能で取扱い性の向上した断熱容器を提供することを目的とする。また、容器の持ち運び等で鞄等に容器を収納しても、容器表面に結露水が発生して鞄内が濡れる事を防止可能な断熱容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、胴部と底部を備えるカップ状の外側容器と、前記外側容器の内側に収容される、胴部と底部を備えるカップ状の内側容器とを、前記外側容器と前記内側容器との間に保冷保温材が充填された状態で一体となる二重構造の断熱複合容器であって、前記外側容器が、少なくともその一部に発泡材で形成された発泡層を備えていることを特徴とする。

また、上記発明にあっては、外側容器が、発泡層と、基材層とを備える外側容器用積層体であってもよい。

また、上記発明にあっては、前記内側容器の上端開口部を閉塞するように蓋材が配置されてもよい。

本発明の断熱複合容器によれば、外側容器と内側容器の間に保冷保温材が充填され、かつ、外側容器に発泡材で形成されるものであるため、内容物の入った容器を素手で持つことが可能であり、また、冷たい内容物の入った状態で、容器表面に結露水が発生するのを防止することが可能である。

本発明による断熱複合容器の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明による断熱複合容器を構成している外側容器用積層体の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明による断熱複合容器に蓋材を装着した一実施形態を示す概略断面図である。 本発明による断熱複合容器の一実施形態において外側容器に内側容器を収納する方法を示す説明図である。

以下、本願発明の実施形態にかかる断熱複合容器について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明による断熱複合容器の一実施形態を示す概略断面図である。
図１に示すように、本実施形態にかかる断熱複合容器１０は、胴部１１と底部１２を備えるカップ状の外側容器１と、外側容器の内側に収容される、胴部と底部を備えるカップ状の内側容器２とを、外側容器１と内側容器２との間に保冷保温材３が充填された状態で一体となる上端開口部１３を有する二重構造の容器である。

以下、本願発明の実施形態にかかる断熱複合容器を構成する各構成部材について説明する。

（外側容器）
外側容器は、筒状の胴部の下端に底部を備えるカップ状の合成樹脂製の容器である。
外側容器は、容器本体の胴部上部に周状の膨出部（フランジ部）が形成されている。さらに外側容器の胴部の上端にスタッキング用段差部が形成されてもよい。
外側容器は、容器本体の内側に内側容器を収納すると共に、外側容器の胴部および底部の内壁と内側容器の胴部および底部の外壁との間に断面Ｕ字状の空間を形成し、この空間に保冷保温材を収容するものである。

そして、図２は、本発明による断熱複合容器を構成している外側容器用積層体の一実施形態を示す概略断面図である。
図２に示すように、外側容器用積層体２０は、少なくともその一部に断熱保温性の発泡材で形成された発泡層２２を含んでいることが必要である。
例えば、図２（ａ）において、外側容器用積層体２０は、外側に位置するプラスチック製の基材層２１と、基材層２１に積層され、内側（内側容器側）に位置する発泡層２２とを有している。
または、図２（ｂ）に示すように、外側容器用積層体２０が、一対のプラスチック製の基材層２１と、その層間に介在する発泡層２２とから構成されていても良い。
あるいは、図２（ｃ）に示すように、外側容器用積層体２０が発泡層２２の単層からなっていても良い。

（発泡層）
本実施形態の発泡層は、熱可塑性樹脂の表面が発泡した発泡材で形成されていれば、特に限定されない。熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂などから構成することができる。

本実施形態の発泡層の発泡後の厚みは、０．５ｍｍ以上、４ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。０．５ｍｍ未満では、厚さは薄すぎて断熱性が不足する。また、厚みが４ｍｍを超えると断熱性は良好となるが、柔軟性、密着加工性が不足するため好ましくない。

本実施形態の発泡層の発泡倍率は、２〜２０倍の範囲が好ましく、３〜１０倍がより好ましい。上記の範囲内であると、断熱性、強度性及び保形性が良好である。３倍未満であると、断熱性が劣るので好ましくない。一方、２０倍を超えると、強度性及び保形性が劣るので好ましくない。

（基材層）
本実施形態の基材層は、例えばポリプロプレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、またはアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）等の熱可塑性樹脂から構成することができる。基材層は、単層だけでなく、複数の層を積層したものであっても良い。なお、各層間には密着性を向上させるため接着層を形成してもよい。
基材層は、着色や印刷などを施してもよい。なお、着色は、カーボンブラック、酸化クロム、酸化鉄、アニリンブラック、シアニンブラック等を用いて、遮光性を付与してもよい。更に、アルミニウム箔を使用することもできる。

本実施形態の断熱性容器の基材層の厚みは、例えば５μｍ〜５００μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜５０μｍ程度がより好ましい。上記の範囲内であると、強度性、保形性及びラミネート適性が良好である。厚みが５μｍ未満のフィルムであると、ピンホール等を発生しやすいので好ましくない。

発泡層を基材層に積層する方法は、特に限定しないが、接着剤による積層、熱ロールによるラミネート、共押出、あるいは発泡シートとフィルムの中間にＴダイから押し出された溶融状態の接着性樹脂フィルムを介して圧着ラミネートする方法等がある。
使用しうる接着剤としては熱可塑性樹脂系接着剤、熱可塑性エラストマー系接着剤、感圧型接着剤、ホットメルト型接着剤、ゴム系接着剤等の何れでも良い。例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体及びこれらの混合物、スチレンブロックブタジエンブロック共重合体エラストマー、スチレンブタジエン共重合体エラストマー等を用いることができる。

（内側容器）
内側容器は、筒状の胴部の下端に底部を備えるカップ状の合成樹脂製の容器である。
そして、内側容器は、容器本体の胴部上部に周状の膨出部（フランジ部）が形成されている。
内側を形成する合成樹脂は、特に限定されず、射出成形や、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等によって成形加工が容易に行えるような樹脂を用いるのが好ましい。内側容器の材質として具体的には、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）等の熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。さらに内側容器としては、樹脂の単層構造に限られず、上記の樹脂層に、エチレン酢酸ビニル共重合物、アイオノマー等の樹脂層を積層し、多層構造としてもよい。

（保冷保温材）
保冷保温材は、内容物の熱が伝道するのを防ぐための材料である。
保冷保温材のうち、保温機能を有する保温材としては、ポリエチレングリコール類、パラフィンワックスの石油系ワックスやポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成ワックスの他に、木ロウ、カルナバロウ、蜜ロウなどの天然系ワックス、さらに、ココナツ油やパーム油のような植物系油脂やラード、牛脂のような動物系油脂、ゼラチン、寒天、カラギーナン等の水溶液を好適に用いることができる。特に本実施形態において保温材としては、内容物を適正な温度に保つために、融点が１５℃〜１００℃の物質を採用するのがより好ましい。

保冷保温材のうち、保冷機能を有する保冷材としては、例えばポリアクリル酸ナトリウムやポリビニルアルコール等の吸水性樹脂や澱粉等の多糖類を水に加えた混合物を用いた蓄冷材を使用するのが好ましい。特に本実施形態において保冷材としては、内容物を適正な温度に保つために、常温ではゲル状ないしは液状であり、融解温度が−１０℃〜１５℃の物質を採用するのがより好ましい。

本実施形態の断熱性容器の保冷保温材の厚みは、例えば５ｍｍ〜３０ｍｍ程度が好ましく、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度がより好ましい。上記範囲内であると、保冷保温材を均一に充填可能であり、所望の保冷保温効果を得られるので好ましい。
５ｍｍ未満であると、保冷保温材を均一に充填できないので、好ましくない。一方、３０ｍｍを超えると、コスト面、重量面から好ましくない。

（蓋材）
図３は、本発明による断熱複合容器に蓋材４を装着した一実施形態を示す概略断面図である。図３に示すように、本実施形態の断熱複合容器１０においては、容器本体の上端開口部１３を閉塞するように蓋材４を配置して内容物を収納できるように密閉するようにしても良い。

本実施形態において、蓋材の材質としては、容器本体を密封できる材質であれば、特に限定されるものではない。例えば、耐熱性のある紙やフィルムと、アルミニウム金属箔またはアルミ蒸着フィルムと、熱可塑性樹脂層（シーラント層）を接着剤を介して積層した積層体を好適に用いることができる。

なお、外側容器と同様に、内側容器および蓋材のうち少なくとも一方の一部に発泡層が含まれていてもよい。

上述した断熱複合容器の製造方法について説明する。
図４は、本発明による断熱複合容器の一実施形態において外側容器１に内側容器２を収納する方法を示す説明図である。
図４に示すように、例えば、外側容器１本体に保冷保温材３を注入し、外側容器の内側に内側容器２を収納し、その収納時の圧力によって保冷保温材を容器全周に均一に行き渡らせ、その後、内側容器を外側容器に溶着して両者を一体化することにより断熱複合容器が製造される。

外側容器１と内側容器２とは、例えば、レーザー溶着、超音波溶着、熱溶着等の手法を用いて互いに溶着しても良い。なお、これに限らず、外側容器と内側容器とに凹凸を設け、凹凸による嵌合状態で強固に固定して外れないように一体化してもよい。
この溶着部３０は、全周にわたって外側容器と内側容器を固定されている。外側容器と内側容器との隙間が密閉されている。
そして、内側容器に内容物Ｍを充填後、蓋材４を装着して内容物を収納できるように密閉される。

そして、内側容器のフランジ部と、蓋材４とが重なり合う領域で全周にわたって溶着部４０にて溶着により固定されている。

本実施形態にかかる断熱複合容器は、特に限定されず、様々な固体や液体を内容物とすることができる。例えば、コーヒー飲料、果汁入り飲料水、緑茶、紅茶、ウーロン茶等の清涼飲料水、乳酸菌飲料、牛乳および乳飲料等の乳製品、スープおよび麺つゆ等の調理用および料理済み液状食品、カレー、シチュー等の調理済み食品等が想定される。

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
まず、発泡層用ポリスチレン樹脂組成物からなるペレットを押出機に供給し、基材層用ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットを別の押出機に供給して、Ｔダイから共押出発泡することにより、基材層が積層された３層構造の積層シートを製造した。発泡後の積層シートの厚さは２ｍｍ、基材層の厚さは０.０３ｍｍであった。
上記シートを加熱軟化させたのち、冷却固化前に型とシートとの隙間を真空状態にし、シートを型に密着させて成形する真空成形により、外側の発泡容器を作製した。

次に、上記で得られた外側容器と同様に、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）のシートを真空成形することにより、外側容器の形状より一回り程度小さな容量９６ｍｌ、厚み１．２ｍｍの形状の内側容器が得られた。

外側容器および内側容器の隙間に充填する保冷保温材として、重量平均分子量１０００〜３００００程度のポリアクリル酸ナトリウムを水溶液重合したものを用意した。

上記で得られた外側容器に液状の上記保冷保温材を３０．５ｍｌ注入した後、その上から直ぐに上記で得られた内側容器を挿入し、内側容器のフランジ部分が外側容器のフランジ部分に重ね合わせるように装着した。その後、１７０℃に加熱した熱板を、内側容器側から、内側容器のフランジ部分にヒートシールを行い、外側容器のフランジ部分と内側容器のフランジ部分とを熱融着して、二重容器の隙間に充填された蓄熱材を密閉した。その後、常温まで冷却して、保冷保温材を固化して、図１に示す二重容器構造（層構成：外側容器２ｍｍ／保冷保温材２ｍｍ／内側容器０．６ｍｍ）の実施例１の断熱複合容器が得られた。

（実施例２）
実施例１で用いた内側容器のＡＢＳ樹脂をポリプロピレン樹脂に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の断熱複合容器（層構成：外側容器２ｍｍ／保冷保温材３ｍｍ／内側容器１．１ｍｍ）を作製した。

（実施例３）
実施例１で用いた発泡層用ポリスチレン樹脂組成物からなるペレットを押出機に供給し、基材層用ポリプロピレン樹脂組成物からなるペレットを別の押出機に供給して、Ｔダイから共押出発泡することにより、基材層が積層された５層構造の積層シートを製造した。発泡後の積層シートの厚さは３ｍｍ、基材層の厚さは０.０３ｍｍであった。
それ以外は、実施例１と同様にして、実施例３の断熱複合容器を作製した。

（比較例１）
実施例１で用いた外側容器の発泡層用ポリスチレン樹脂をＡＢＳ樹脂に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の断熱複合容器を作製した。

（比較例２）
実施例２で用いた外側容器の発泡ポリプロピレン樹脂をＡＢＳ樹脂に変更した以外は、実施例２と同様にして、比較例２の断熱複合容器を作製した。

（比較例３）
実施例１で用いた外側容器の発泡ポリプロピレン樹脂をポリプロピレン樹脂に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例３の断熱複合容器を作製した。

（比較例４）
実施例２で用いた外側容器の発泡ポリプロピレン樹脂をポリプロピレン樹脂に変更した以外は、実施例２と同様にして、比較例４の断熱複合容器を作製した。

上記の各実施例及び比較例で形成した断熱複合容器について、以下の方法にて、断熱性試験及び結露試験を行った。

まず、７μｍのアルミニウム箔の上面に接着剤を介して厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを積層すると共に、下面に接着剤を介して５０μｍの無延伸ポリプロピレンを積層した。その結果、外側からの層構成が、ポリエチレンテレフタレートフィルム／接着剤／アルミニウム箔／接着剤／無延伸ポリプロピレン）によって構成された蓋材が得られた。
なお、蓋材用の積層体における接着剤としては、ポリエステル系二液硬化型接着剤を使用した。

一方、常温の水道水８０ｍｌを内側容器に注入した各実施例及び比較例の断熱複合容器に上記蓋材を設置し、蓋材側より１７０℃に加熱した熱板でヒートシールを行い、断熱複合容器の外側容器のフランジ部分と、蓋材外周縁部とを融着により一体化して、各実施例及び比較例の断熱複合容器を密封した。

密封した各実施例及び比較例の断熱複合容器を準備し、５℃に設定した冷蔵庫に１時間それぞれ静置した後、冷蔵庫から２３℃に管理された室内に取り出した。

〔断熱性試験〕
２３℃の環境下で、冷蔵庫から取り出し直後と、取り出しから１０分後と、取り出しから３０分後と、取り出しから１時間後との各時点において、断熱複合容器内の水の温度、及び容器外表面の温度を接触式温度計により計測し、水の温度と容器外表面の温度との温度差を求めた。

〔結露試験〕
２３℃の環境下で、冷蔵庫から取り出し直後と、取り出しから１０分後と、取り出しから３０分後と、取り出しから１時間後との各時点において、断熱複合容器の外表面に生じる結露水の発生状況を目視で観察し、以下のように評価した。
○：容器の表面に結露水が目立たない。
△：容器の表面に結露水が目立たないが、表面が濡れた状態。
×：容器の表面に結露水が多く発生して目立つ状態。

上記の断熱性試験の結果を以下の表１に示す。

上記の結露試験の結果を以下の表２に示す。

表１に示す通り、５℃の恒温槽から２３℃に管理された室内に取り出した直後において、本発明に関連した実施例１〜３の方が、比較例１〜４に比べて断熱複合容器内の水の温度とその容器外表面の温度との温度差が大きく、この結果、本発明の断熱複合容器の断熱効果が高いことが判明した。
また、同様に、２３℃に管理された室内に取り出しから１０分後と、取り出しから３０分後と、取り出しから１時間後との各時点においても実施例１〜３の断熱複合容器の方が比較例１〜４と比べて断熱複合容器内の水の温度とその容器外表面の温度との温度差が大きく、この結果、本発明の断熱複合容器の断熱効果が高いことが判明した。

また、表２に示す通り、５℃の恒温槽から２３℃に管理された室内に取り出した直後において、本発明に関連した実施例１〜３の方が、比較例１〜４に比べて容器外表面に雰囲気中の結露水が発生しないことが判明した。
また、同様に、２３℃に管理された室内に取り出しから１０分後と、取り出しから３０分後と、取り出しから１時間後との各時点においても実施例１〜３の断熱複合容器の方が比較例１〜４と比べて容器外表面に結露水が発生しないことが判明した。

この結果、本実施例の断熱複合容器は、外側容器に発泡層を有することにより、飲食品類等の内容物を適正温度で長時間保持できると共に、容器周辺からの熱に対して断熱効果が得られ、保冷保温材の温度変化を抑える効果がある。さらに断熱複合容器の表面を結露により濡れることを防止することができる。また、冷蔵庫から取り出した断熱複合容器を素手で手に持つことができるので、その取扱いが容易である。

１ 外側容器
２ 内側容器
３ 保冷保温材
４ 蓋材
１０ 断熱複合容器
１１ 胴部
１２ 底部
１３ 上端開口部
２０ 外側容器用積層体
２１ 基材層
２２ 発泡層
３０ 溶着部
４０ 溶着部
Ｍ 内容物

Claims (3)

1. 胴部と底部を備えるカップ状の外側容器と、
   前記外側容器の内側に収容される、胴部と底部を備えるカップ状の内側容器とを、
   前記外側容器と前記内側容器との間に保冷保温材が充填された状態で一体となる二重構造の断熱複合容器であって、
   前記外側容器が、少なくともその一部に発泡材で形成された発泡層を備えていることを特徴とする断熱複合容器。
2. 前記外側容器が、発泡層と、基材層とを備える積層体からなることを特徴とする請求項１記載の断熱複合容器。
3. 前記内側容器の上端開口部を閉塞するように蓋材が配置されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の断熱複合容器。
   

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