JP2008295721A

JP2008295721A - ジャーポット

Info

Publication number: JP2008295721A
Application number: JP2007144803A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 俊夫小林
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】断熱材に用いる真空断熱材のピンホール発生の可能性を低減できると共にヒートシールの信頼性を高めることができるジャーポットを提供する。
【解決手段】外ケース１と、外ケース１の内側に配置され湯を貯める有底筒状の内容器２と、外ケース１の少なくとも一部の上面と内容器２の上面開口部とを覆う蓋と、内面に熱溶着層を有する外被材で芯材を減圧密封し芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着されてなり内容器２と外ケース１の間に配置された真空断熱材３とを備えたジャーポットであって、内容器２に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、熱溶着層に低密度ポリエチレンを用い、真空断熱材３における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器２の外側に折り曲げ、芯材と内容器との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空断熱材を断熱材に用いたジャーポットに関するものである。

従来、この種のジャーポットは貯水用容器と、この貯水用容器内の水を加熱するヒータと、外部に水を出水する出湯経路とを設け、芯材を耐熱性のラミネートフィルムからなる外被材で覆って真空に封止した真空断熱材を有し、ラミネートフィルムは内側から熱溶着層とガスバリア層と保護層よりなり真空断熱材のヒートシール部分を電気湯沸かし器の外側に近くなるように折るようにしている（例えば、特許文献１参照）。

また、曲面部分を有する被着部材に対し、芯材は無機繊維製芯材からなり、厚み０．１〜６ｍｍの板状真空断熱材を、被着部材の曲面部分に沿わせて変形させた状態で固着しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
特許第３５９０７２０号公報特開２００７−５０５２１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、特に真空断熱材の耐熱性のラミネートフィルムとして、ラミネートフィルムの熱溶着層に、ポリプロピレンを使用しているため、特に芯材にガラス繊維などの繊維系芯材を使用した場合、特に円筒形に加工する際に芯材であるガラス繊維が内側からラミネートフィルムを突き刺し、ピンホールを発生させる可能性があるため、加工条件やその管理に細心の注意を払わなければならないという課題を有していた。

加えて、真空断熱材の耐熱性のラミネートフィルムとして、ラミネートフィルムの熱溶着層に、ポリプロピレンを使用しているため、ポリプロピレンの融点が最大１８０℃程度と高いため、真空断熱材を作製、特にラミネートフィルムを製袋する際に、ヒートシール温度をポリプロピレンの融点以上に高めなければならず、ヒートシール強度が安定しにくいため、製袋の温度条件の範囲が狭く、管理が非常に厳しいという課題を有していた。

また、従来は外被材として最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなるガスバリアフィルムを使用しているため、特に芯材にガラス繊維などの繊維系芯材を使用した場合、特に円筒形に加工した際に芯材であるガラス繊維が内側からラミネートフィルムを突き刺し、ピンホールを発生させる可能性があるという課題を有していた。

加えて、従来は外被材として最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなるガスバリアフィルムを使用しているため、高密度ポリエチレンの融点が１３２から最大１３５℃程度と高いため、真空断熱材を作製、特にラミネートフィルムを製袋する際に、ヒートシール温度を高密度ポリエチレンの融点以上に高めなければならず、低温でのヒートシールの安定性が不十分で、ヒートシール強度にバラツキがあるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ジャーポットの断熱材に用いる真空断熱材のピンホール発生の可能性を低減できると共にヒートシールの信頼性を高めることができるジャーポットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のジャーポットは、内容器に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、内容器と外ケースの間に配置する真空断熱材の熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたのである。

これによって、内容器に真空断熱容器を用いているので、真空断熱容器を用いていない内容器の場合よりもジャーポット使用時の内容器の外側の温度が低くなるため、真空断熱材の外被材に低密度ポリエチレンを使用してもジャーポット使用時の外被材の温度は、低密度ポリエチレンが融解する温度より低い温度になり、低密度ポリエチレンを使用することで、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンを使用する場合に比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上することから、真空断熱材の品質が高まり、ジャーポットの生産性が向上する。

本発明のジャーポットは、内容器に真空断熱容器を用いて真空断熱材の熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたことにより、真空断熱材の品質をさらに高め、ジャーポットの生産性を向上させることが出来る。

本発明の請求項１に記載のジャーポットの発明は、外ケースと、前記外ケースの内側に配置され湯を貯める有底筒状の内容器と、内面に熱溶着層を有する外被材で芯材を減圧密封し前記芯材の周囲の対向する前記外被材同士が熱溶着されてなり前記内容器と前記外ケースの間に配置された真空断熱材とを備えたジャーポットであって、前記内容器に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、前記熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたものである。

これにより、内容器に真空断熱容器を用いているので、真空断熱容器を用いていない内容器の場合よりもジャーポット使用時の内容器の外側の温度が低くなるため、真空断熱材の外被材に低密度ポリエチレンを使用してもジャーポット使用時の外被材の温度は、低密度ポリエチレンが融解する温度より低い温度になり、低密度ポリエチレンを使用することで、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンを使用する場合に比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

よって、真空断熱材の品質がさらに高まり、ジャーポットの生産性がより向上出来る。

また、請求項２に記載の真空断熱材の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、さらに真空断熱材における芯材の周囲の対向する前記外被材同士が熱溶着された部分を、内容器の外側に折り曲げたのである。

真空断熱材における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器の外側に折り曲げたことにより、ジャーポット使用時に、内容器の外側に折り曲げない場合よりも、外被材同士が熱溶着された部分の温度が低くなるため、外被材同士が熱溶着された部分の温度は、低密度ポリエチレンが融解する温度よりさらに低い温度になり、低密度ポリエチレンを使用することで、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンに比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

また、請求項３に記載の真空断熱材の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、芯材と内容器との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いたものである。

これにより、内容器からのヒートリークが少なくなり、外被材の熱溶着された部分の温度が低くなり、真空断熱材の外被材に低密度ポリエチレンを使用してもより融解しない温度になり、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンに比べて、低密度ポリエチレンを使用することで、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

以下、本発明によるジャーポットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるジャーポットの概略断面図である。

図１に示すように本実施の形態のジャーポットは、外ケース１と、外ケース１の内側に配置され湯を貯める有底筒状の内容器２と、外ケース１の少なくとも一部の上面と内容器２の上面開口部とを覆う蓋と、内面に熱溶着層を有する外被材で芯材を減圧密封し芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着されてなり内容器２と外ケース１の間に配置された真空断熱材３とを備えたジャーポットであって、内容器２に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたものである。

ここで、真空断熱容器とは、内層と外層の二重構造になっており、その内層と外層との間に真空減圧した空間が設けられた、いわゆる魔法瓶と呼ばれるものである。材料は主にステンレスを用いる。

図２は同実施の形態のジャーポットに用いた真空断熱材の斜視図である。

図２に示すように、本実施の形態のジャーポットに用いた真空断熱材３は、内容器２の外周面を覆うように沿って巻けるように平板状の真空断熱材３を円筒状に加工したものである。なお、継ぎ目の部分は、粘着力のあるテープまたは接着剤などにより、継ぎ合わせる。テープおよび接着剤の材料は、特に限定するものではなく、継ぎ合わせが出来、円筒状の形状を維持出来るものであればよい。

本実施の形態では、真空断熱材３における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器２の外側に折り曲げている。これにより、外被材の熱溶着された部分が、内容器の外側に折ることにより、外被材の熱溶着された部分の温度が低くなる。

実際、本実施の形態のジャーポットで、水量３Ｌ、初期水温２０℃、保温水温９０℃、雰囲気温度２０℃にて、外被材の熱溶着された部分の温度を測定したところ、円周の全ての箇所が６５℃以下になっていた。

また、真空断熱材３は、少なくとも芯材、外被材で構成されるものである。芯材は、ガラス繊維やロックウールといった無機繊維系、ポリエステル繊維といった有機繊維系、シリカといった粉末系など、特に限定するものではない。

外被材は、複数のフィルムにより構成されたラミネートフィルムである。本実施の形態では、外被材の熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたものである。

ここで、前述の温度測定に使用したラミネートフィルムの構成は、両面ともに最外層からナイロンフィルム（厚さ：２５μｍ）、ナイロンフィルム（厚さ：１５μｍ）、アルミニウム箔（厚さ：６μｍ）、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（厚さ：５０μｍ）である。

また、直鎖状低密度ポリエチレンの連続耐熱温度限界は９５℃から１００℃であり、ポリプロピレンの連続耐熱温度限界１３０℃、高密度ポリエチレンの連続耐熱温度限界１１０℃に比べて、連続耐熱温度限界が低い特性を持っている。

（表１）に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン触媒系直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（ｍＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＣＰＰ）の特性の違いを示す。

（表１）からわかるように、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの区別は密度によりすることが出来る。つまり、９４０ｋｇ／ｍ^３より高い密度であれば、高密度ポリエチレンであり、９４０ｋｇ／ｍ^３より低い密度であれば、各種低密度ポリエチレンである。

ただし、直鎖状低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの判断が密度で出来ない場合には、融点を調べることで判断が出来る。

さらに、低密度ポリエチレンは、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンに比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度が強い特性を持っている。

そのため、前述したように、真空断熱材３における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器２の外側に折り曲げていることにより、外被材の熱溶着された部分の温度が６０℃以下となっていることから、低密度ポリエチレンを本実施の形態に使用しても、連続耐熱性を維持出来る。

また、本実施の形態では直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとしたが、通常の低密度ポリエチレンフィルム、メタロセン触媒系直鎖状低密度ポリエチレンフィルム、および通常の低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンといった材料を有して２種類以上の異なる材料、あるいは同種類のものを押し出して作られた共押出フィルムでも適用出来る。

これにより、真空断熱材３の外被材に低密度ポリエチレンを使用してもより融解しない温度になり、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンに比べて、低密度ポリエチレンを使用することで、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

また、その他のラミネート構成は、特に限定するものではないが、例えばナイロン、ポリエチレンテレフタレート、アルミニウム箔といった金属箔、またはアルミ以外の金属または無酸化物の蒸着膜を有したフィルムである。

ここで、蒸着膜を有したフィルムは、特に限定するものではないが、例えば、ポリエチレンビニルアルコール共重合体フィルムに蒸着を施したもの、ポリエチレンテレフタレートフィルムに蒸着を施したもの、さらには、それぞれの蒸着膜表面にコート材を施したものがある。

さらに、本実施の形態では、芯材と内容器との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いている。

実際、本実施の形態のジャーポットで、水量３Ｌ、初期水温２０℃、保温水温９０℃、雰囲気温度２０℃にて、外被材の熱溶着された部分の温度を測定したところ、芯材と内容器２との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルム（蒸着膜を施したフィルム）を用いた形態では、円周の全ての箇所が６０℃以下になっていた。

ここで、温度測定に使用したラミネートフィルムの構成は、内容器側は最外層からナイロンフィルム（厚さ：２５μｍ）、蒸着膜を有したポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：１２μｍ）、蒸着膜を有したポリエチレンビニルアルコール共重合体フィルム（厚さ：１２μｍ）、低密度ポリエチレンフィルム（厚さ：５０μｍ）である。

また、外ケース側は最外層からナイロンフィルム（厚さ：２５μｍ）、ナイロンフィルム（厚さ：１５μｍ）、アルミニウム箔（厚さ：６μｍ）、低密度ポリエチレンフィルム（厚さ：５０μｍ）である。

今回の方が先に述べた温度測定より温度が低くなっているのは、芯材と内容器２との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルム（蒸着膜を施したフィルム）を用いたため、内容器２からのヒートリークが少なくなり、外被材の熱溶着された部分の温度が低くなったためである。

これにより、真空断熱材３の外被材に低密度ポリエチレンを使用しても、より連続耐熱性を維持出来る温度になる。

よって、低密度ポリエチレンを使用することができ、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンに比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

ゆえに、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上することで、ガラス繊維が内側からラミネートフィルムを突き刺し、ピンホールを発生させる可能性を低減出来る。

また、低密度ポリエチレンを使用することでラミネートフィルムを製袋する際に、ヒートシール温度を下げ、低温でのヒートシールの安定性が向上し、そのためヒートシール強度が安定させることが出来る。

以上のように、本実施の形態のジャーポットは、外ケース１と、外ケース１の内側に配置され湯を貯める有底筒状の内容器２と、外ケース１の少なくとも一部の上面と内容器２の上面開口部とを覆う蓋と、内面に熱溶着層を有する外被材で芯材を減圧密封し芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着されてなり内容器２と外ケース１の間に配置された真空断熱材３とを備えたジャーポットであって、内容器２に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、熱溶着層に低密度ポリエチレンを用い、真空断熱材３における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器２の外側に折り曲げ、芯材と内容器との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いたものである。

本実施の形態では、内容器２に真空断熱容器を用いているので、真空断熱容器を用いていない内容器２の場合よりもジャーポット使用時の内容器２の外側の温度が低くなるため、真空断熱材３の外被材に低密度ポリエチレンを使用してもジャーポット使用時の外被材の温度は、低密度ポリエチレンが融解する温度より低い温度になり、低密度ポリエチレンを使用することで、ポリプロピレンや高密度ポリエチレンを使用する場合に比べて、ラミネートフィルムの耐ピンホール性、ヒートシール強度、引張・衝撃強度などの機械的強度がさらに向上する。

また、真空断熱材における芯材の周囲の対向する外被材同士が熱溶着された部分を、内容器２の外側に折り曲げたことにより、ジャーポット使用時に、内容器２の外側に折り曲げない場合よりも、外被材同士が熱溶着された部分の温度が低くなるため、外被材同士が熱溶着された部分の温度は、低密度ポリエチレンが融解する温度よりさらに低い温度になる。

また、芯材と内容器２との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いたことにより、内容器２からのヒートリークが少なくなり、そのため外被材の熱溶着された部分の温度が低くなる。

よって、真空断熱材３の品質がさらに高まり、ジャーポットの生産性がより向上出来る。

（実施例および比較例）
真空断熱材を作製するにあたり、芯材はガラス繊維とし、真空断熱材の完成時の芯材のサイズが２００×６５０×８ｍｍとなる大きさとした。

外被材のラミネートフィルムの構成は、円筒加工時の外側は最外層からナイロンフィルム（厚さ：２５μｍ）、ナイロンフィルム（厚さ：１５μｍ）、アルミニウム箔（厚さ：６μｍ）、および各熱溶着層フィルム（厚さ：５０μｍ）である。

また、円筒加工時の内側は最外層からナイロンフィルム（厚さ：２５μｍ）、蒸着膜を有したポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：１２μｍ）、蒸着膜を有したポリエチレンビニルアルコール共重合体フィルム（厚さ：１２μｍ）、および各熱溶着層フィルム（厚さ：５０μｍ）である。

以上の真空断熱材の構成で、真空包装機のチャンバー真空度が０．０１Ｔｏｒｒになるまで真空引きをし、平板状の真空断熱材を作製した。

（円筒加工後のピンホール数）
図２のように、平板状の真空断熱材を円筒状に加工した後、外被材を破き、内側外側両面のピンホール数を測定した。なお、ピンホール数は、ピンホールチェッカー（サンコウ電子製ピンホール探知器ＴＲＣ−２２０Ａ）にて、両面の合計数を測定した。ここで、Ｎ数は１０とし、その平均を取った。

ただし、測定したピンホールにはピンホールチェッカーの測定原理上、完全にラミネートフィルムを貫通していない擬似ピンホールも含まれるものとする。

（管理温度範囲）
ヒートシール強度が２５Ｎ以上あり、かつ熱溶着部に焼けやエア噛みが起こらないヒートシール温度設定可能な範囲を調べた。ヒートシール温度設定は、各材料の融点の中心値から５℃刻みで条件を振っていった。

なお、ヒートシール強度は島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔにて、測定した。ここで、各温度設定におけるＮ数は１０とし、全数が２５Ｎ以上のヒートシール強度があり、かつ熱溶着部に焼けやエア噛みが起こらない条件とし、最大温度設定から最小温度設定の差を取った。

（ヒートシール強度バラツキ）
ラミネートフィルムをヒートシール幅１０ｍｍにて製袋後、熱溶着長さ１５ｍｍにおけるヒートシール強度を測定した。なお、ヒートシール強度は島津製作所製小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔにて、測定した。ここで、Ｎ数は１０とし、その最大値と最小値の差を取った。

以上の条件における結果を（表２）に示す。

以上のように、本発明にかかるジャーポットは、真空断熱材の品質をさらに高め、ジャーポットの生産性を向上させることが出来るものであり、外ケースと内容器との間に断熱材を有する保温容器に適用出来る。

本発明の実施の形態１によるジャーポットの概略断面図同実施の形態のジャーポットに用いた真空断熱材の斜視図

符号の説明

１外ケース
２内容器
３真空断熱材

Claims

外ケースと、前記外ケースの内側に配置され湯を貯める有底筒状の内容器と、内面に熱溶着層を有する外被材で芯材を減圧密封し前記芯材の周囲の対向する前記外被材同士が熱溶着されてなり前記内容器と前記外ケースの間に配置された真空断熱材とを備えたジャーポットであって、前記内容器に壁内に真空層を有する真空断熱容器を用い、前記熱溶着層に低密度ポリエチレンを用いたことを特徴としたジャーポット。
真空断熱材における芯材の周囲の対向する前記外被材同士が熱溶着された部分を、内容器の外側に折り曲げたことを特徴とした請求項１に記載のジャーポット。
芯材と内容器との間に位置する外被材のガスバリア層に蒸着フィルムを用いたことを特徴とした請求項１または請求項２に記載のジャーポット。