JP2018527970A - 食料製品を加熱するための使い捨てカップ - Google Patents

Abstract

本発明は、食料製品を加熱すること、又はこのような食料製品が予熱される場合に使い捨てカップ内で長時間にわたって高温に維持することを意図した使い捨て加熱カップに関する。加熱カップは、プリント電気加熱回路と、上記電気加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタとを備えることを特徴とする。更に、本発明は、使い捨て加熱カップを備えるパッケージ型食料製品、及び使い捨て加熱カップを利用して食料製品又は飲料製品を加熱するための方法に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、スープ、コーヒー飲料もしくは即席麺製品などの食料製品を加熱すること、又はこのような食料製品が予熱される場合に使い捨てカップ内で長時間にわたって高温に維持することを意図した使い捨てカップに関する。

例えば、即席麺及び粉末飲料など、多くの食料製品を調理するためには熱湯が必要である。即席麺は、一般に、積層品又はアルミニウムベースの蓋もしくは箔によって閉じられたプラスチックカップ内に入れられている。消費者が即席麺を味わうためには、麺カップに熱湯を注ぎ、麺を消費する準備が整うまで数分待つ必要がある。粉末飲料については、消費者がまず水を別に沸騰させてから、上記粉末飲料を含むカップ内に注ぐことが一般的である。両方の場合で、熱湯の温度は使用される外部ヒータの設定に依存する。この方法は水を別に加熱することに依存しており、水を加熱するための適切な設備を利用できることが必要である。更に、このような手法で調理された高温食料製品及び飲料は消費者によって即座に消費されなければカップ内でゆっくりと冷える傾向がある。

消費者にとっては、最初に別の機器又はやかんで水を加熱する必要がなく、更に、一旦調理したカップ内の高温食料製品の温度の維持を助ける、使用が簡単なシステムを有することが望ましい。例えば、即席麺は、カップ内で熱湯によって一旦調理されるとむしろ素早く冷える傾向がある。したがって、自宅外、例えば、事務機器及びコンピュータを主に利用できるオフィス内で、従来台所のみで使用される機器を用いる必要なく、食料製品をカップ内でまず冷水により調理し、その後加熱できるシステムを有すると消費者にとって特に有用であろう。

既に利用可能な解決策はあり、この解決策では、消費者は、例えば、カップ内の食料製品に冷水を加え、その後、例えば、適切なカップホルダ及び加熱機器をユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートを介してコンピュータと接続することによってカップ内の製品を加熱することにより、高温食料製品又は飲料製品を、例えばオフィス内で調理することが可能になる。例えば、米国特許出願公開第２０１２／０１０２９７２号は独立型機器の形態の解決策を開示している。この機器では、熱伝導性カップを、コンピュータのＵＳＢポートからの電気によって加熱される機器の上に配置することができる。これにより、カップ内の食料製品を加熱することができ、及び／又はより長時間にわたって高温に維持することができる。カップホルダは、カップの底部及び下部に係合する熱伝導ライナーと、オン／オフスイッチと、加熱又は冷却を選択するための極性スイッチと、を含む。これらのシステム及び熱伝導性カップは比較的高価であり、使用後に毎回清掃したのちに複数回使用されるように設計されている。

その他の解決策は、加熱部品を加熱カップの内部に組み込んだ加熱カップの形態で見られ得る。例えば、中国実用新案第２０１９７７４１８号はポータブル加熱カップについて記載している。このポータブル加熱カップは、ＵＳＢインタフェースがシェル上に配置され、加熱ディスクがこのＵＳＢインタフェースと接続されており、加熱ディスクとライナーとの間に加熱フィラーが配置されており、カバー本体がシェルと気密的に結合されていることを特徴とする。この場合も、呈示された解決策は、使用後に毎回清掃したのちに複数回使用されるように設計されている。

中国実用新案第２０２３４６１４１号は、カップ本体と、カップカバーと、ハンドルと、を備え、カップ本体は内部カップ本体と外部カップ本体とに分かれており、内部カップ本体と外部カップ本体との間に密閉空洞が形成されており、密閉空洞は熱伝導流体で充満しており、加熱ロッドが密閉空洞内に固定されている、熱保持容器について記載している。保持容器は複数回使用用に設計されている。

ＵＳＢヒータは、カップに組み込まれない独立型デバイスとすることもできる。例えば、中国実用新案第２０１９８６１８９号はＵＳＢヒータについて記載している。このＵＳＢヒータでは、電力線の一端にＵＳＢインタフェースが設けられており、他端が絶縁基部に接続されている。絶縁基部には加熱管及び指示ランプが設けられており、基部と加熱管との間の接続部は防水である。したがって、加熱管は低温内容物を有するカップ内に入れられ、上記内容物を加熱する。このシステムは複数回使用用に設計されている。

当該技術分野及び食品業界においては、特に消費者が任意の他の更なる機器を購入して使用する必要なくカップ内の食料製品を加熱する及び／又は高温に維持するためのより実用的かつ費用効果の高い解決策を提供することへの需要が依然としてある。特に、解決策は、使い捨ての、消費者による取り扱いが簡単な、例えば、加熱前に消費者が冷水で戻すことができる乾燥食料製品又は飲料製品の直接包装の解決策として経済的に製造できるほど十分に安価な直接単回使用カップシステムを提供すべきである。

本発明の目的は、従来技術を改良すること、及びＵＳＢインタフェースを介して食料製品を加熱し、上記不都合の少なくともいくつかを克服するための新たな加熱カップを提供することである。特に、本発明の目的は、使い捨てであり、単回のみの使用を意図した加熱カップに関する。

本発明の目的は、独立請求項の主題によって達成される。従属請求項は、本発明の着想を更に展開するものである。

したがって、本発明は、第１の態様では、ＵＳＢインタフェースを介して食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップにおいて、プリント電気加熱回路と、上記電気加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタとを備えることを特徴とする、加熱カップを提供する。

第２の態様では、本発明は、食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップに貼り付けるのに好適なステッカーに関し、ステッカーは、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、少なくとも１つの電子加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタと、を備える。

第３の態様では、本発明は、本発明の使い捨て加熱カップを備えるパッケージ型食料製品に関する。

本発明の更に別の態様は、使い捨て加熱カップを利用して食料製品又は飲料製品を加熱するための方法であって、加熱カップが、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、上記電気加熱回路に接続された少なくとも１つのプリントＵＳＢコネクタとを備え、加熱のための電気が上記プリントＵＳＢコネクタを通じて上記プリント電気加熱回路に供給される、方法である。

本発明者は、印刷技術のみを用いて、標準的な単回使用の使い捨て紙カップ又はプラスチックカップ上に電気加熱回路及びその接続用のＵＳＢ接続部を適用すると、非常に安価でも非常に効果的な加熱カップを製造することができることを見出した。本発明者は、印刷のために導電性材料を含むインクを使用し、ケーブル、ワイヤ、スイッチ、コネクタ、金属プレート等などそれ以外の導電性材料はこれら加熱カップの製造に必要ない又は使用されない。したがって、加熱カップは非常に安価にかつ大規模に製造することができ、使い捨てであり、単回使用が意図される用途に理想的である。

本発明者は、試験を行い、電気加熱回路を使い捨てカップの表面、例えば、カップの外側表面又は内側表面のいずれかに直接印刷することができることを見出した。印刷は、カップの内側又は外側いずれかの、カップの底部、すなわち底面上にあることが好ましい。本発明者は、また、接続されるＵＳＢコネクタを有する又は有しない電気加熱回路をステッカーに印刷することができることを見出した。ステッカーは紙又は積層プラスチック材料製である。このステッカーはそのＵＳＢコネクタとともに、その後、使い捨ての紙又はプラスチックカップの、カップの外部底面、側壁、又は内部表面のいずれかに付着させることができる。更に、及びカップがスリーブを備える場合は特に、電気加熱回路及びその接続されるＵＳＢコネクタはこのようなスリーブ上、例えば、カップの側壁と直接接触している上記スリーブの内部表面にも印刷することができる。あるいは、プリント電気加熱回路を備える１つ又はいくつかのステッカーは、例えば、このようなスリーブの内側表面に付着させることができる。

本発明者は本発明を検証するために多くの実験を行い、このような使い捨ての紙もしくはプラスチックカップ上のすべてのプリント電気加熱回路は、特有の電源として電子デバイスのＵＳＢポートを用い、１杯分の量の水（すなわち約１００〜３００ｍＬ）を適度な時間量以内（すなわち５、１０もしくは１５分以内）で加熱する、又は多量の液体を長時間にわたって高温に少なくとも維持するのに絶対的に十分であることを見出した。ここで、この根拠を以下の実施例の項に示す。

本発明の利点の１つは、単回使用の使い捨て加熱カップの製造及び商品化を目下可能にすることであり、このカップは、例えば、紙又はプラスチック材料製であり、安価であり、大量に製造することができる。これらのカップは食品及び飲料用途に使用するのに安全であるように設計及び製造され得る。特に、本発明は、例えば、スープ、即席麺、コーヒー飲料等などの乾燥食料製品を商品化することを目下可能にする。この乾燥食料製品は、このような１杯分の単回使用カップ内に直接入れられ、その後、消費者が自宅外又はオフィスにいるとき、消費者により冷水で戻され、ポータブルコンピュータ又は他の電子デバイスとのＵＳＢ接続を介して加熱され得る。

使い捨て加熱カップの図である。 内部底面ヒータ：電気回路及びレイアウト 外部大型底面ヒータ：電気回路及びレイアウト 外部底面ヒータ：電気回路及びレイアウト 底部円形スリーブヒータ：電気回路及びレイアウト 銀導電性インク内部底面ヒータの単独性能：（ａ）３オームヒータ、（ｂ）５オームヒータ カーボン導電性インク内部底面ヒータの単独性能：（ａ）９．６オームヒータ、（ｂ）１１オームヒータ 加熱カップ（ＵＳＢ２電源）を伴うカーボン導電性インク内部底面ヒータの性能、すべて８．５オーム、（ａ）外側カップ底面温度の単独試験、（ｂ）空カップの内側カップ底面温度の試験、（ｃ）２５０ｍＬの水を入れたカップの外側カップ底面温度の試験、（ｄ）２５０ｍＬの水を入れたカップの内側カップ底面温度の試験 加熱カップ（ＵＳＢ３電源）を有する銀導電性内部底面ヒータ（５オーム）の性能、（ａ）外側カップに基づく温度の単独試験、（ｂ）空カップの内側カップ底面温度の試験、（ｃ）２５０ｍＬの水を入れたカップの外側カップ底面温度の試験、（ｄ）２５０ｍＬの水を入れたカップの内側カップ底面温度の試験 加熱カップ（ＵＳＢバッテリー電源）を有する銀導電性内部底面ヒータ（３オーム）の性能、すべて３オーム、（ａ）外側カップに基づく温度の単独試験、（ｂ）空カップの内側カップ底面温度の試験、（ｃ）２５０ｍＬの水を入れたカップの外側カップ底面温度の試験、（ｄ）２５０ｍＬの水を入れたカップの内側カップ底面温度の試験 ｉＰａｄチャージャー用途の、加熱カップ及びカップ内容物を有する銀導電性大型底面ヒータの性能、全セットアップは３００ｍＬの水、同量の麺及び調味料を有し、それに加え、５００ｍｇのリン酸カルシウムを（ｂ）乾燥粉末として振り掛けて、（ｃ）溶解させて、及び（ｅ）乾燥粉末として振り掛けて添加した。 加熱カップ及びカップ内容物を有する銀導電性デュアル底面ヒータの性能、全セットアップは３００ｍＬの水、同量の麺及び調味料を有し、それに加え、（ｂ）及び（ｄ）に、５００ｍｇのリン酸カルシウムを乾燥粉末として振り掛けて添加した。 それぞれ、プリント電気加熱回路を有するステッカーを備える本発明の使い捨て加熱カップの概略図である。図１３Ａは、大型底面ヒータを備える。図１３Ｂは、底部円形スリーブヒータを備える。レジェンド：ａ）プリント電気加熱回路を示す。ｂ）ＵＳＢコネクタ及びコネクタヘッドを備えるストリップを示す。ｃ）プリントＵＳＢコネクタヘッドを示す。 それぞれ、プリント電気加熱回路を備える本発明の使い捨て加熱カップ用のスリーブの概略図である。図１４Ａは、外部底面ヒータ設計を用いた用途を示す。図１４Ｂは、電気加熱回路をスリーブの内部表面に直接印刷した解決策を示す。レジェンド：ａ）プリント電気加熱回路を示す。ｂ）ＵＳＢコネクタ及びコネクタヘッドを備えるストリップを示す。ｃ）プリントＵＳＢコネクタヘッドを示す。ｄ）切り込みが入れられた引き裂き線を示す。

本発明は、第１の態様では、ＵＳＢインタフェースを介して食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップにおいて、プリント電気加熱回路と、上記電気加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタと、を備えることを特徴とする、加熱カップに関する。使い捨て加熱カップは、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、上記１つの電気加熱回路に接続された少なくとも１つのプリントＵＳＢコネクタと、を備える。

本発明の「使い捨て加熱カップ」とは、加熱カップを使用後に廃棄できることを意味する。したがって、本明細書中では、「使い捨て」は、「単回使用を意図した」に等しい意味を持つ。したがって、使い捨て加熱カップは少なくとも初回のみ適切に機能する必要がある。使い捨て加熱カップは消費者にとって、素早く、シンプルで、衛生的かつ使用が簡単な解決策である。使い捨て加熱カップはその最初の使用後に廃棄されることが意図されるため、使用後に加熱カップの清掃又は洗浄は必要ない。

使い捨て加熱カップはユーザ及び設計要件に応じて様々な量を収容するような大きさにすることができる。加熱カップは、例えば、約１００ｍＬ、又は１５０ｍＬ、及び約３５０ｍＬもしくは約５００ｍＬまでの量を収容することができる。

「ＵＳＢインタフェースを介して」は、プリント電気加熱回路を加熱するための電力が、コンピュータなどの電子デバイス、ネットワークアダプタ、別個の充電器、又は任意の他の類似のデバイスのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートへの直接接続を介して供給されることを意味する。

本明細書中では、「印刷」は、マスターフォームすなわちテンプレートを用いて像を複製する方法を意味する。通常、印刷はインク又はインク状物質を用いて行われる。本発明に関する適切な印刷技術は、スクリーン印刷、デジタル印刷、インクジェット印刷、レーザー印刷、オフセット印刷、及び転写印刷からなる群より選択される。

別の実施形態では、本発明の使い捨て加熱カップは２つ以上のプリント電気加熱回路を備え、２つ以上のプリント電気加熱回路のすべてが１つのプリントＵＳＢコネクタに接続されている。１つのカップにつき２つ以上のプリント電気加熱回路を有することの利点は、食料製品又は飲料製品の加熱プロファイルを、例えば、製品をより速くかつより均一に加熱するように最適化することができることである。カップにおけるプリント電子加熱回路の数は、加熱カップの大きさ及び適用範囲にも依存し、更に、ユーザ及び設計要件にも依存する。

一実施形態では、本発明の加熱カップはスリーブを備え、電気加熱回路は上記スリーブの内側に印刷されている。この実施形態は、例えば、電気加熱回路を平面、すなわち、加熱カップに巻き付けられる前のスリーブに印刷することを可能にすることからいくつかの利点を有する。更に、加熱回路をスリーブの内側に印刷することで、カップに巻き付けたときに加熱回路を加熱カップの側壁に密接させ、それにより、スリーブからカップへの可能な最良の伝熱を確実とする。また更に、加熱回路をスリーブの内側に印刷することで、カップを把持している消費者が指を容易に火傷しないようにする。

更なる実施形態では、本発明の加熱カップはステッカーを備え、電気加熱回路はステッカーに印刷されている。これにより、電子加熱回路をステッカーの非接着面側に直接印刷することができる。ステッカーを使用して使い捨てカップに電気加熱回路を設けることの利点は、こうした回路をステッカーの平面に印刷し、その後に初めてステッカーを加熱カップの丸みのある又は不規則な表面に付着させることの方がかなり簡単であるというものである。更に、ステッカーを使用する解決策は、上記電気加熱回路に接続されたＵＳＢコネクタの、同ステッカー上への直接印刷も含むことを可能にする。これにより、例えば、ＵＳＢコネクタを備えるステッカーの一部は加熱カップに付着させず、電子デバイスのＵＳＢポートへの自由接続を可能にする。

プリント電子加熱回路を有するステッカーは、加熱カップの側壁など加熱カップの外部表面、加熱カップの底面、又は加熱カップを囲むスリーブの内側に付着させることができる。ステッカーは、任意の適切な接着技術によってカップに付着させることができる。ＵＳＢコネクタヘッドを有するプリントＵＳＢコネクタを備えるステッカーの部分は、消費者がこの部分をカップから取り外して自身の電子デバイスのうちの１つのＵＳＢポートに差し込むことを可能にするために、カップに強固に付着させないことが好ましい。

ステッカーは加熱カップの外部表面又は内部表面の全体を覆う必要はない。ステッカーとカップの表面の重なりの程度は、カップに入れることのできる液体の量、必要とされる液体を温める速度、及び加熱回路を加熱するための電源の仕様に従い設計されている。

ステッカーは接着層を更に含んでもよい。接着層は、加熱カップの表面と、例えば加熱回路が印刷されたプラスチック積層品との間に配置されている。好ましくは、接着層は、熱硬化接着層、ＵＶ硬化接着層、及び感圧性接着層からなる群より選択される材料を含んでもよい。

更なる実施形態では、本発明は、電気加熱回路がその表面に直接印刷されている使い捨て加熱カップに関する。加熱カップの表面は、内側もしくは外側のいずれかの側壁、又は加熱カップの底面であり得る。

電気加熱回路の印刷は、通常、消費者によって触れられない場所、例えば、加熱カップの底面、カップの内部もしくは外部のいずれか、又は加熱カップの内部側壁の下方部分にあることが好ましい。電気加熱回路の直接印刷によって、回路からカップ及びその内容物への最良かつ即時の伝熱が可能になることが予想される。

一実施形態では、電気加熱回路及びＵＳＢコネクタは導電性材料で印刷されている。好ましくは、導電性材料はインク、溶剤及び／又はワニスと混合され、インク、溶剤及び／又はワニスを含む。好適な実施形態では、導電性材料は、銀系導電性インク、銅系導電性インク、導電性ポリマーインク、及びカーボン系抵抗インクからなる群より選択される。導電性材料は、印刷前、液体、粉末、又はワックスの形態であり得る。

プリント電子加熱回路は、曲折設計の形態、蛇行設計の形態、螺旋設計の形態、又はこれらの組み合わせで設計されてもよい。プリント電子加熱回路は、カップを温めるのに十分な熱を回路が生成することができる限り、任意の更なる適切な設計を含んでもよい。プリント電子加熱回路は、ユーザ及び設計要件に応じて、直列、並列、又は直列及び並列両方を組み合わせて配置してもよい。

プリント電子加熱回路の設計には、約１０μｍ〜８０μｍ、好ましくは約２０μｍ〜７０μｍの厚さ（ｔ）を有する印刷線を含んでもよい。完成後のプリント加熱回路設計は、約１００〜２０００μｍ、好ましくは約５０μｍ〜２０００μｍの幅を有してもよい。加熱回路は、また、約１０００ｍｍ〜４０００ｍｍ、好ましくは約１５００ｍｍ〜２５００ｍｍの長さ（一方の終端の始点から他方の終端までの長さを意味する）を含んでもよい。

プリント電子加熱回路は、０．０２５Ω／ｃｍ^２〜０．１５Ω／ｃｍ^２、好ましくは約０．０５Ω／ｃｍ^２の抵抗を有し得る。プリント電子加熱回路に印加される出力密度は、例えば、０．１Ｗ／ｃｍ^２〜０．３Ｗ／ｃｍ^２、好ましくは約０．２５Ｗ／ｃｍ^２であり得る。

一実施形態では、本発明の使い捨て加熱カップのＵＳＢコネクタは、ＵＳＢコネクタヘッドを備える一端において加熱カップから取り外し可能なストリップに印刷されている。ＵＳＢコネクタヘッドを備える一端において加熱カップから取り外し可能なプリントＵＳＢコネクタを通じて電気加熱回路（単数）又は回路（複数）に電力が供給され、ＵＳＢコネクタヘッドはＵＳＢプラグを介して電源に接続することができる。プリントＵＳＢコネクタヘッドは、標準的なＵＳＢプラグと容易に機械的に係合し、かつこれと電気的に接続されるように印刷され、構成されている。

ＵＳＢプラグは標準的なＡ又はＢプラグであり得る。例えば、ＵＳＢプラグは、ＵＳＢ２．０（通常、５００ｍＡの最大出力電流で５Ｖを供給する）、ＵＳＢ３．０（通常、９００ｍＡの最大出力電流で５Ｖを供給する）、又は例えばｉＰａｄチャージャーなどのＵＳＢポータブルチャージャー（通常、１．０〜２．１Ａで５Ｖを供給する）であり得る。

プリントＵＳＢコネクタは、例えば、ＰＥＴ積層品、紙積層品、又は厚紙に印刷することができる。例えば、このプリントＵＳＢコネクタを、その後更に、厚紙スリーブに貼り付けることができる又は厚紙スリーブの一部とすることができる。厚紙スリーブは切り込みが入れられた形状部分を有し、切り込みが入れられた形状部分は、プリント電子加熱回路のプリントＵＳＢコネクタを支持する。ＵＳＢコネクタを備えるストリップの簡単な取り外しを可能にするようにスリーブにミシン目を入れてもよい。

ＵＳＢコネクタがコネクタヘッドを備えるその端部一端（atits end one end）がＵＳＢ電源に挿入されるとすぐに、プリント電子加熱回路は比較的速く作動される。それにより、電源は、ヒータの端部接続点上の厚紙スリーブの一部を取り外し、この厚紙スリーブの一部を例えばノート型パソコンなどの適切なＵＳＢ電源に差し込むことによって、プリント電子加熱回路の端部に付着させることが好ましい。

本発明の加熱カップは、プラスチック又は紙材料、例えばプラスチック積層品もしくは紙積層品、又はこれらの組み合わせで作製されていることが好ましい。材料としては、ＰＶＣ、ポリオレフィン、及び標準的な紙が挙げられる。加熱カップは、液体の高温食料製品を特定の時間（このような食料製品又は飲料製品の通常の標準的な消費に必要な時間）にわたって支持及び維持することができる材料で作製されている。複雑なセットアップ手順又は追加の加温機器は必要ない。

プリント電子加熱回路が組み込まれるステッカーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基材を含む任意の適切な紙材料又はプラスチック積層品で作製されてもよい。基材は後の材料の堆積のための基礎として機能するように比較的硬質の材料のものであってもよい。ステッカーはＰＥＴ積層品で作製されていることが好ましい。

一実施形態では、本発明の加熱カップは電気ケーブル又はワイヤを備えない。本発明の「ワイヤ」とは、細長い、可撓性のある、金属ストランド又はロッドを意味する。本発明の「ケーブル」は、ともに撚り合わせたいくつかの細長い、可撓性のある金属ストランドからなる。電気ワイヤ及びケーブルは、通常、銅製である。

加熱カップに電気ケーブル又はワイヤを含めないことにはいくつかの利点がある。例えば、加熱カップは電気ワイヤを使用せずかつ組み込まないことによって大幅に安価に製造することができ、したがって、実際に使い捨てである加熱カップを大量に製造することができる。使い捨て加熱カップに金属部品が存在しないため、加熱カップはより環境に優しいものになる。更に、金属部品がカップ内に存在しないため、カップはまた、消費者が使用するのにより安全であり、加熱カップを扱う際の怪我のリスクの大幅な低下を示す。

第２の態様では、本発明は、食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップに貼り付けるのに好適なステッカーに関し、ステッカーは、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、少なくとも１つの電子加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタと、を備える。ステッカーは、プラスチックもしくは紙材料又はこれらの組み合わせで作製されていることが好ましい。最も好ましくは、ステッカーはＰＥＴ積層品で作製されている。

第３の態様では、本発明は、本発明の使い捨て加熱カップを備えるパッケージ型食料製品に関する。本発明のパッケージ型食料製品は、スープ、例えば、即席スープ、即席麺、又は他のパスタ製品、コーヒー製品、茶製品、ミルク飲料製品、又はチョコレート飲料製品であることが好ましい。

本発明の更に別の態様は、使い捨て加熱カップを利用して食料製品又は飲料製品を加熱するための方法であって、加熱カップが、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、上記電気加熱回路に接続された少なくとも１つのプリントＵＳＢコネクタとを備え、加熱のための電気が上記プリントＵＳＢコネクタを通じて上記プリント電気加熱回路に供給される、方法である。使い捨て加熱カップはあらゆる固体金属部品を備えないことが好ましい。使い捨て加熱カップはあらゆる電気金属ワイヤ又はケーブルを備えないことが好ましい。

本発明の使い捨て加熱カップを備えるパッケージ型食料製品は、消費者によって以下のように使用され得る。
例えば乾燥食料製品を備えるカップ内に室温の水を注ぎ、
プリントＵＳＢコネクタを備える厚紙スリーブの切り込みが入れられた部分を取り外し、
プリントＵＳＢコネクタヘッドを有する頑丈な板紙スリーブの端部をノート型パソコンのＵＳＢスロットに接続し、
カップ内に収容された水及び食料製品を、ＵＳＢ接続部を通じて供給される電気によって５〜２０分以内に加熱する。

当業者であれば、本明細書に開示される本発明の特徴のすべてが自由に組み合わせ可能であることを理解されるであろう。特に、本発明の製品のために記載された特徴を本発明の方法と組み合わせてよく、逆もまた同様である。更に、本発明の異なる実施形態について記載された特徴を組み合わせてもよい。本発明の更なる利点及び特徴は、図面及び実施例から明らかである。

実施例１：種々の円形ヒータ及び底面ヒータを有する加熱カップの設計並びに製造
熱湯を加えることにより調理される乾燥即席麺を備えるパッケージ型食料製品として現在市販及び商品化されており、単回使用及び１杯分を意図した使い捨てカップを図１に示す。本実施例において、異なるプリント電気加熱回路が取り付けられ、加熱試験が行われる位置は、底面ヒータをＡ、底部円形スリーブをＢ、上部円形スリーブをＣとして示す。このようなパッケージ型麺カップの２つのサンプルを測定し、内容物の重量、必要な水の量、及び加熱される内容物の総重量を求めた（表１）。

麺カップの物理的寸法に基づきカップの種々の部分の有効加熱表面積を求めた。寸法は表２に示す。加熱プロセスに使用される種々の電源の仕様を表３に示す。プリントフレキシブルヒータフィルムの加熱性能に影響を及ぼす種々の要因を表４に示す。使い捨て加熱カップ用の円形ヒータ及び底面ヒータはこれらパラメータに基づき設計した。

第１段階では、内部底面領域を選択した。内部底面領域は消費者の指に接触しないため、フレキシブルプリントヒータの取り付けに最適な位置にある。ヒータの抵抗を２〜１０オームの範囲で設計し、ヒータを厚さ１２５μｍ及び５０μｍのＰＥＴフィルム上に銀導電性インク及びカーボン導電性インクを用いて作製した。実験の第２段階で、外部大型底面領域、デュアル内部及び外部底面、及び底部円形スリーブ領域を、加熱領域として選択した。表６及び表７に記載される銀導電性インク及びカーボン導電性インク両方の材料特性についても試験を行った。スクリーン印刷技術を用いてヒータをＰＥＴフィルムに直接印刷した。

段階１：プリント内部底面ヒータ
ＵＳＢ２及びＵＳＢ３両方の要件を満たすために抵抗を２〜１０オームに設計した。各底面ヒータは２つの並列抵抗器からなり、その等価回路は図２に示され、記載されている。全抵抗値は図に示される式を用いて算出することができる。種々の内部底面ヒータのレイアウトも図示する。得られた設計パラメータを表８に示す。

段階２：プリントヒータ
段階２では、異なる種類のヒータを以下のように設計した。
・外部大型底面ヒータ
・デュアル底面ヒータ
・底部円形スリーブヒータ
上記ヒータについては、ＵＳＢ３及びｉＰａｄチャージャー両方の要件を満たすために抵抗を２〜７Ωに設計した。

大型底面ヒータ
外部大型底面領域ヒータについては、各ヒータは３つの並列抵抗器からなり、ＵＳＢ電源相互接続部も印刷してＵＳＢ源への直接差し込みを可能にした。この等価回路は図３に示される。全抵抗値は示される式を用いて算出することができる。外部大型底面ヒータのレイアウトも図３に示す。特定された設計パラメータは表９に示し、ＵＳＢトレースのパラメータは表１０に記載する。

デュアル底面ヒータ
デュアル底面ヒータは２つの別個のヒータ、すなわち、内部底面ヒータ及び外部底面ヒータからなる。各ヒータは別個のＵＳＢ電源を必要とし、これにより表面積あたりのエネルギー密度の増加につながる。内部底面ヒータは２つの並列抵抗器を備え、その等価回路は図２に示される。外部底面ヒータは３つの抵抗器を図４に示されるような並列構成で組み合わせることによって形成される。内部底面ヒータ及び外部底面ヒータ両方の詳細な設計パラメータが特定され、それぞれ表１１及び図１２に示される。

底部円形スリーブヒータ
このプリントヒータはカップの底部下方領域に巻き付けるようになっている。このプリントヒータは４つの並列抵抗器の組み合わせであり、その等価回路は図５に示される。その全抵抗値は図に示される式を用いて求めることができる。底部円形スリーブヒータのレイアウトも図示する。設計パラメータは特定され、表１３に示される。ヒータ総面積は約３４ｃｍ^２であり、このヒータは試験を行った中で最大の加熱表面積を有する。

実施例２：円形ヒータ及び底面ヒータを有する加熱カップの加熱性能の分析並びに評価
段階１
ＵＳＢ２の要件を満たすためにカーボン導電性インクで作製した２つの異なるヒータを選択し、その一方で、ＵＳＢ３及びＵＳＢポータブルバッテリー用途については、銀導電性インクを含む２つのヒータを選択し、評価した。各試験では、ケーブル長、熱電対取付位置、熱電対の種類、異なるメスステーション（mess station）の熱電対ワイヤ長など、加熱カップ外部の全試験条件及び構成も同一に維持し、ばらつきを厳密に最小限にとどめた。

内部底面ヒータの単独性能
これらヒータの単独性能を、初期室温で印加される各ＵＳＢ電圧に応じた温度を計測することにより評価した。各ヒータの温度プロファイルはデータロガーを用いて、ヒータ表面の中心に熱電対を取り付けることにより記録した。加えて、デジタルオシロスコープを用いて電源電圧及び電源電流を監視し、試験時間の全体を通して両パラメータが一定のままであるようにした。表面から周囲への熱損失を最小限にするよう注意した。各ヒータの最終温度、消費電力及びエネルギー密度に関するヒータ性能の概要を表１４に示す。結果として、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換比率は、３つの要因、すなわち、電流、負荷抵抗、及び負荷両端の電位差に依存する。銀導電性ペースト及びカーボン導電性ペーストを用いて作製した内部底面ヒータは図２によるものである。

ＵＳＢポータブルバッテリーによって給電される銀導電性ペーストで印刷された３Ωヒータはこれらヒータのうち最低の負荷抵抗及び１４２０ｍＡの最大電流を有することから、６分以内に２１７℃に到達できることが明らかである。ＵＳＢ２源及びＵＳＢ３源によって駆動されるヒータはそれぞれ１２０分以内に最高温度１２０℃及び１６５℃に到達することができた。銀導電性ヒータ及びカーボン導電性ヒータ両方の熱プロファイルをそれぞれ図６及び図７に示す。

麺カップを伴う内部底面ヒータの性能
２つの異なる試験セットアップを用いて、達成され得る最高温度を求めた。試験セットアップ１では、プリント内部底面ヒータを空の麺カップの内側底部に配置した。熱電対を反対に位置するヒータの外部表面及びカップの底部に取り付け、麺カップの底面を通して伝達される熱エネルギーの量を求めた。水の温度を測定するために、第２の試験セットアップの麺カップに２５０ｍＬの水を加えた。熱電対配置は試験セットアップ１と同一であった。ＵＳＢ２源及びカーボン導電性内部底面ヒータを有する試験セットアップ１においては、カップ底面内部において１２１℃の最高温度に到達した。ＵＳＢ３及びＵＳＢバッテリーに対し銀導電性内部底面ヒータを用いて、それぞれ１０分未満で１３１℃及び１４３℃の最高温度を得た。カップ内部に２５０ｍＬの水を含む試験セットアップ２については、ＵＳＢ２源を有するカーボン導電性内部底面ヒータは２０分以内に３０℃に到達することができた。ＵＳＢ３及びｉＰａｄ／ＵＳＢチャージャー源を用いる銀導電性内部底面ヒータについては２０分以内に３１℃及び３８℃の最高温度を達成した。２つの試験セットアップの性能概要を表１５に示し、各試験セットアップの温度プロファイルをそれぞれ図８、図９及び図１０に示す。

麺カップ及び紙カップを伴う内部底面ヒータの追加試験
予備試験結果を基に、２つの追加試験を実施した。ヒータ配置及び熱電対位置は上記試験セットアップと同一であった。更なる試験ではＵＳＢ３及びＵＳＢバッテリー源を使用した。最初の試験では、５Ω、３Ω及び２Ωの抵抗を有する銀導電性内部底面ヒータの試験を異なる構成において行った。性能概要は表１６に示す。ＵＳＢバッテリー源を用いた２Ωヒータによって３５℃の最高温度を達成し、室温の２５０ｍＬの水を加熱した。

２番目の追加試験の試験構成を表１７に示す。加温用途の実現可能性を検討するために、種々の温度の異なる質量の水を含むプラスチックカップ及び紙カップの両方に対して試験を行った。５Ω内部底面ヒータの試験ではＵＳＢ３源のみを使用した。室温及び８０℃の質量２５０ｍＬの水を、プラスチックカップを使用し、５Ωヒータを用いて試験した。それぞれ３３℃及び６４℃の温度を少なくとも３０分間維持した。紙カップを用い、室温及び８０℃の水５０ｍＬを使用して同様の試験を実施した。２０分まで４２℃及び７２℃の水温を維持した。試験結果を表１８に示す。

段階２
ｉＰａｄチャージャー用の大型底面ヒータ
試験の段階２では、ＵＳＢ３及びｉＰａｄチャージャー両方の仕様を満たすために最大電力２５ワットを供給することができるＵＳＢチャージャーを使用した。ヒータは防水積層品でパッケージ化し、麺カップ底面内部に配置した。試験構成の概要を表１９に示す。以下の表に示すように、種々の試験セットアップにおいてＭＡＧＧＩ麺調味料粉末、室温の水３００ｍＬ、及びリン酸カルシウム粉末を用いた。化学添加物であるリン酸カルシウム粉末を活性化剤として使用し、加熱プロセスを加速させた。ヒータは銀導電性インクで印刷し、ｉＰａｄチャージャー用途のためにヒータの２つの異なる値、すなわち２．８Ω及び２．５Ωを選択した。作製した大型底面ヒータは図３に示すものと同じである。種々の試験セットアップの性能概要を表２０に示し、各試験セットアップの温度プロファイルを図１１に示す。調味料粉末にリン酸カルシウム粉末を加えることで化学反応を生成し、加熱プロセスが特定の活性化温度を超えて加速することが分かる。加えて、リン酸カルシウム粉末と調味料粉末との２つの異なる混合方法を比較し、振り掛ける方法がより高い最終温度をもたらすことを見出した。リン酸カルシウム粉末の添加により、調味料粉末のみの使用と比較して約９℃の温度差が得られた。

ＵＳＢ３源用の大型底面ヒータ
ＵＳＢ３源の仕様を満たすために、銀導電性インクで印刷した５Ωヒータを選択し、評価した。試験条件は上述の試験セットアップに類似し、ヒータを防水積層品でパッケージ化し、麺カップ底面内部に配置した。２つの試験構成の概要を表２１に示す。より高いヒータ抵抗によってエネルギー密度／ｃｍ２の低下が得られたことから、リン酸カルシウム粉末の効果は大きくなかった。このことは更に、化学反応及びこの熱効果の活性化が臨界点に到達後に起こることも裏付けるものである。両セットアップにおいて５７℃の最高最終温度を達成した（表２２）。

デュアル底面ヒータ
銀導電性インクで印刷された２Ω〜３Ωの内部底面ヒータ及び外部底面ヒータを選択し、評価した。試験条件は上述の試験セットアップに類似し、ヒータを防水積層品でパッケージ化し、麺カップ底面内部に配置した。内部底面ヒータは外部底面ヒータの中心に取り付け、両ヒータは印加されるエネルギーを増加するために独自に別個の電源を有した。得られた温度プロファイルを図１２に示す。両セットアップにおいて、それぞれ７６℃及び９２℃の最高最終温度が得られた。

並列デュアル底面ヒータ
面積あたりのエネルギー密度を増加するために、内部底面ヒータと外部底面ヒータを並列構成で接続し、約１．５Ωの大幅に低い全抵抗値を実現した。試験では１つの電圧源を使用し、作製した並列構成のデュアル底面ヒータを１つの単一電源に接続した。各セットアップの温度プロファイルを図１２に示す。両セットアップにおいて、それぞれ９０℃及び１０６℃の最高最終温度が得られた。

ｉＰａｄチャージャー用途の底部円形スリーブヒータ
ｉＰａｄチャージャー源の仕様を満たすために、銀導電性インクで印刷した２Ω底部円形スリーブヒータを選択し、評価した。試験条件は上述の試験セットアップに類似し、ヒータは防水積層品でパッケージ化された。セットアップ１では、ヒータを麺カップ底部スリーブ領域の外部表面上に配置し、セットアップ２では、ヒータを麺カップ底面内部に配置した。作製後の底部円形スリーブヒータは図４に示すものと同じであった。各セットアップの温度プロファイルは前述の実験と同じ手法で決定した。ヒータの表面積が他の底面ヒータに比べて相対的にかなり広いため、得られるエネルギー密度は同量の電力に対して大幅に低くなる。結果として、両セットアップについて、それぞれわずか２９℃及び２８℃の最高最終温度が得られた。

実施例３：本発明の使い捨て加熱カップの設計例
ステッカーを有する加熱カップ
図１３は、それぞれ、プリント電気加熱回路を有するステッカーを備える本発明の使い捨て加熱カップの概略図を示す。図１３Ａに、ステッカーに印刷され、使い捨てカップの外部底面に固定された図３に示される大型底面ヒータの適用例を示す。プリントＵＳＢコネクタを有し、プリントＵＳＢコネクタヘッドで終端するストリップは自由に移動可能であり、ＵＳＢポートに接続して、カップの底面に位置するプリント加熱回路を加熱するための電気を供給することができる。図１３Ｂは、図５に示されるような底部円形スリーブヒータが使用される状況を示す。この場合も、プリントＵＳＢコネクタは自由に移動可能であるとともに、例えばパーソナルコンピュータのＵＳＢポートに差し込むことが可能である。

電気加熱回路を有する加熱カップ用のスリーブ
図１４は、それぞれ、プリント電気加熱回路を備える本発明の使い捨て加熱カップ用のスリーブの概略図である。図１４Ａは、図４に示すような外部底面ヒータ設計がスリーブの内側に印刷されたスリーブ解決策を示す。プリントＵＳＢコネクタ及びコネクタヘッドは、更に、切り込みが入れられた引き裂き線によって画定され、この引き裂き線は、コネクタヘッドを有するＵＳＢコネクタを上記スリーブから分離することを可能にするとともに自由な移動を可能にする。スリーブは、電気回路の印刷後、使い捨て加熱カップの周囲に固定され、電気加熱回路を備える部分が加熱カップの外部底面に固定される。使用時、加熱カップの上記スリーブを持つ消費者がＵＳＢコネクタストリップをスリーブから取り外し、このストリップを、加熱カップの内容物を加熱するために例えば自分のパーソナルコンピュータのＵＳＢポートに差し込む。

図１４Ｂは、電気加熱回路がスリーブの内部表面に直接印刷されている、図１４Ａの代替的な解決策を示す。この場合も図１４Ａと同様に、ＵＳＢコネクタ及びコネクタヘッドはスリーブの内側にも印刷されており、切り込みが入れられた引き裂き線による印が付けられている。使用時、消費者は、したがって、プリントＵＳＢコネクタを備えるストリップをスリーブから容易に取り外し、このストリップをＵＳＢポートに取り付けることができる。

Claims (15)

1. ＵＳＢインタフェースを介して食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップにおいて、プリント電気加熱回路と、前記電気加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタとを備えることを特徴とする、加熱カップ。
2. ２つ以上のプリント電気加熱回路を備え、前記２つ以上のプリント電気加熱回路のすべてが前記プリントＵＳＢコネクタに接続されている、請求項１に記載の加熱カップ。
3. 前記加熱カップはスリーブを備え、前記電気加熱回路は前記スリーブの内側に印刷されている、請求項１又は２に記載の加熱カップ。
4. 前記加熱カップはステッカーを備え、前記電気加熱回路は前記ステッカーに印刷されている、請求項１又は２に記載の加熱カップ。
5. 前記ステッカーは、前記加熱カップの側壁、前記加熱カップの底面、又は前記加熱カップを囲むスリーブに付着されている、請求項４に記載の加熱カップ。
6. 前記電気加熱回路は前記加熱カップの表面に直接印刷されている、請求項１又は２に記載の加熱カップ。
7. 前記電気加熱回路及び前記ＵＳＢコネクタは導電性材料で印刷されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の加熱カップ。
8. 前記導電性材料は、銀系導電性インク、銅系導電性インク、導電性ポリマーインク、及びカーボン系抵抗インクからなる群より選択される、請求項７に記載の加熱カップ。
9. 前記電気加熱回路は、曲折設計の形態、蛇行設計の形態、螺旋設計の形態、又はこれらの組み合わせで設計されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の加熱カップ。
10. 前記ＵＳＢコネクタはストリップに印刷されており、前記ストリップは、ＵＳＢコネクタヘッドを備える一端において前記加熱カップから取り外し可能である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の加熱カップ。
11. 前記加熱カップは電気ケーブル又はワイヤを備えない、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の加熱カップ。
12. 食料製品を加熱するための使い捨て加熱カップに貼り付けるのに好適なステッカーであって、前記ステッカーは、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、前記少なくとも１つの電子加熱回路に接続されたプリントＵＳＢコネクタと、を備える、ステッカー。
13. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の使い捨て加熱カップを備えるパッケージ型食料製品。
14. スープ、即席麺製品、コーヒー製品、茶製品、ミルク飲料製品、又はチョコレート飲料製品である、請求項１３に記載のパッケージ型食料製品。
15. 使い捨て加熱カップを利用して食料製品又は飲料製品を加熱するための方法であって、前記加熱カップは、少なくとも１つのプリント電気加熱回路と、前記電気加熱回路に接続された少なくとも１つのプリントＵＳＢコネクタとを備え、加熱のための電気が前記プリントＵＳＢコネクタを通じて前記プリント電気加熱回路に供給される、方法。