(57)【要約】相変化材が充填された袋（１００）を提供する。袋は、予備成形されている第一壁（１１０）と、第二壁（１２０）と、を備える。第一壁は、相変化材を収容する碗状部と、周辺部と、を有する。第二壁は、第一壁の周辺部に取り付けられる。袋は内部が高真空である。袋は加熱または冷却すべき壁に接して配置されるように構成されている。
2019522542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化材が充填された袋であって、
予備成形されている第一壁と、第二壁と、を備え、
前記第一壁は、前記相変化材を収容する碗状部と、周辺部と、を有し、
前記第二壁は、前記第一壁の前記周辺部に取り付けられ、
前記袋は、内部が高真空であり、
前記袋は加熱または冷却すべき壁に接して配置されるように構成されている、
袋。
【請求項２】
前記第一壁および前記第二壁は厚さが少なくとも４０μｍであり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである、
請求項１に記載の袋。
【請求項３】
前記第一壁は第一フィルムであり、前記第二壁は第二フィルムである、
請求項１または２に記載の袋。
【請求項４】
前記第一壁の前記碗状部は、前記第一フィルムを熱成形することにより形成される、
請求項３に記載の袋。
【請求項５】
前記第一壁および前記第二壁は、それぞれ、溶着層およびバリア層を有し、
前記第一壁の前記溶着層は、前記第二壁の前記溶着層に溶着される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の袋。
【請求項６】
前記溶着層はポリプロピレンを含み、前記バリア層はポリアミドを含む、
請求項５に記載の袋。
【請求項７】
前記第一壁および／または前記第二壁は、アルミニウムで形成された層を含む、
請求項１から６のいずれか１項に記載の袋。
【請求項８】
前記第一壁および／または前記第二壁は、射出成形によって形成される、
請求項１または２に記載の袋。
【請求項９】
前記袋は前記第二壁が加熱または冷却すべき部分に接して配置されるように構成されており、
前記第一壁は、前記第二壁より高い断熱特性を有する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の袋。
【請求項１０】
前記袋には、カプセルに収容されていない相変化材が充填される、
請求項１から９のいずれか１項に記載の袋。
【請求項１１】
前記第二壁は、予備成形されている壁である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の袋。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の袋を有する食器であって、
前記袋は、前記食器内に配置されており、
前記袋は、前記第二壁が加熱または冷却すべき前記食器の壁に接して配置されるよう構成されている、
食器。
【請求項１３】
相変化材が充填された袋を生産するための方法であって、
第一壁が碗状部と周辺部とを有するよう、前記袋の前記第一壁を形成する工程と、
形成された前記第一壁の前記碗状部内に前記相変化材を配置する工程と、
前記相変化材が前記第一壁と前記袋の第二壁との間に配置されるとともに前記袋の内部が高真空となるよう、前記第二壁を形成された前記第一壁の前記周辺部に取り付ける工程と、
を含む方法。
【請求項１４】
前記袋の前記第一壁を形成する前記工程は、前記袋の前記第一壁をサーマル・プレフォーミングする工程を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一壁を形成する前記工程は、前記第一壁を射出成形する工程を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第二壁を形成された前記第一壁の前記周辺部に取り付ける前記工程は、
前記第二壁が前記第一壁の前記周辺部に取り付け可能になるように、前記第一壁および前記第二壁を互いに対して位置決めする工程と、
前記第一壁と前記第二壁との間の空間を真空引きする工程と、
前記第一壁の前記周辺部において前記袋を封止する工程と、
を含む、
請求項１３から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一壁の前記周辺部において前記袋を封止する前記工程は、前記第二壁を前記第一壁の前記周辺部に溶着するまたは接着する工程を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
形成された前記第一壁の前記碗状部内に前記相変化材を配置する前記工程は、
前記相変化材を溶融させる工程と、
溶融させた前記相変化材を型に投入する工程と、
冷却後に、硬化した前記相変化材を前記碗状部に配置する工程と、
を含む、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
取り付け前に、前記袋の前記第二壁を形成する工程を含む、
請求項１３から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第二壁を形成する前記工程は、前記第二壁を射出成形するまたは前記第二壁をサーマル・プレフォーミングする工程を含む、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化材が充填された袋および相変化材が充填された袋を生産するための方法に関する。本発明はさらに、相変化材が充填された袋を有する食器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱材として相変化材を使用することが知られている。相変化材は比較的短時間に熱を吸収し、この熱を長い時間にわたって再放出することができる。そのような応用の一例には、熱い食品を提供する皿への相変化材の使用がある。相変化材を利用することによって、皿が直ぐには冷えず、また食品をより長く温かい状態とすることができる。典型的には、皿内に、相変化材が充填される空洞が形成される。
【０００３】
この応用および類似の応用のために用いられる典型的な相変化材は、室温で固体であり、熱を吸収したより高い温度では液相に変化する。相変化材が液相にある場合、相変化材の粒子が皿の微小孔を通って出ていくおそれがある。液相においては、相変化材は皿の運動の影響を受けて空洞内においてさらに自由に移動することになる。そのため、皿への熱の放出が減少することになり、そして皿における相変化材の重量の分布が不規則となるかつ／または変化することになる。
【発明の要約】
【０００４】
本発明の態様は、蓄熱材としての相変化材の既知の応用と比較してより優れた熱の吸収および放出が得られる相変化材を提供することを目的とする。
本発明の第一面は、予備成形されている第一壁と、第二壁と、を備える、相変化材が充填された袋に関する。第一壁は、相変化材を収容する碗状部と、周辺部と、を有する。第二壁は、第一壁の周辺部に取り付けられる。袋は、内部が高真空である。袋は、加熱または冷却すべき壁に接して配置されるように構成されている。
【０００５】
充填のための袋に相変化材を提供することによって、相変化材の移動の自由度は、袋によって制限される。袋の内部は高真空である、典型的には袋内の圧力は１×１０−１〜１×１０−７Ｐａであるので、断熱性の空気が相変化材と袋の壁との間または相変化材の異なる部分間に留まることを防止することができる。さらに真空の袋内の相変化材を、想定される汚染物質から保護でき、相変化材の想定される劣化に対して保護でき、相変化材の発火が真空状態の袋によって回避できる。碗状部に相変化材を配置できるよう、碗状部および周辺部を有する袋の予備成形されている第一壁を設けることによって、そして袋が真空に引かれた直後に第二壁を第一壁の周辺部に取り付けることによって、袋内の高真空を達成できる。碗状部を有する予備成形されている第一壁の利点は、簡単に袋を真空に引くことができ、二つの平坦な壁間に相変化材を使用する場合と比較してより高い真空を達成できることにある。袋の第一壁と第二壁とを、第一壁の周辺部で、溶着や接着等による種々の方法で互いに取り付けることができる。
【０００６】
好ましい態様において一の相から他の相に転移する際に相変化材が拡張するとき袋が伸びるように、そして逆方向の相転移の際に相変化材が収縮するとき袋が引き締まるように、袋はある程度弾性があり可撓性がある。袋の高真空状態と組み合わせて、袋の可撓性により、相変化材が壁から逃げるまたは壁から離れていくおそれなく、袋内の相変化材と加熱または冷却すべき壁との間で最大で最も効率的な接触面を提供することができる。可能な態様においては、袋の壁は弾性ではなく、加熱または冷却すべき壁から離れている側の袋の壁は相変化材の膨張を可能にする表面積を有する。
【０００７】
相変化材が充填された袋の好ましい態様において、第一壁および第二壁は厚さが少なくとも４０μｍであり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。このような厚さの壁によって、袋の保護および強度の程度を高くできる。また、このような壁厚により、袋の第一壁および／または第二壁を予備成形することができ、そして相変化材を配置することができる碗状部を第一壁に設けることができる。第一壁と第二壁とを互いに異なる厚さとできることは当業者には明らかであろう。加熱または冷却すべき部分への良好な熱伝導を保証するよう、好ましくは、第二壁は厚くしすぎない。
【０００８】
相変化材が充填された袋の例示的な態様において、第一壁は第一フィルムであり、第二壁は第二フィルムである。第一フィルムと第二フィルムとは厚さを同じでもよいし、互いに異なる厚さであってもよい。異なる材料特性を一のフィルムにおいて合わせ持つことができるよう、フィルムを好適に積層構造とすることには利点がある。第一壁における碗状部は、フィルムの場合には、好ましくは熱成形により形成される。
【０００９】
相変化材が充填された袋の例示的な態様において、第一壁および第二壁は複数の層を有する。第一壁および第二壁は同じ層を有してもよいが、第一壁および第二壁は互いに異なる層を有してもよい。袋の応用に応じて、第一壁の材料特性が第二壁の材料特性とは異なることが有用である場合もある。したがって、例えば、袋の、加熱または冷却すべき壁に接して配置することを意図していない、したがって、加熱または冷却すべき壁から離れている壁には、追加の断熱層を設けることが有用であろう。
【００１０】
相変化材が充填された袋の好ましい態様において、第一壁および第二壁は、溶着層およびバリア層を有しており、第一壁の溶着層は第二壁の溶着層に溶着される。
特に相変化材が液体になる高い温度で相変化材の分子が通過できないよう、バリア層は選択される。簡単に溶着可能、第一壁の周辺部で第一壁と第二壁とを互いに溶着できるよう、溶着層は選択される。
【００１１】
例示的な態様において、溶着層はポリプロピレンを備えており、バリア層はポリアミドを備えている。
相変化材が充填された袋の例示的な態様において、第一壁および／または第二壁は、アルミニウムから形成される層を備える。
【００１２】
相変化材が充填された可撓性の袋の例示的な態様において、第一壁および／または第二壁は、射出成形されたピースまたは射出成形された一つピースの部分である。これらを例えばシリコーンから形成できる。
【００１３】
好ましい態様において、袋は、第二壁が加熱または冷却すべき壁に接して配置されるように構成される。第一壁は、第二壁より断熱特性が優れている。
第二壁が加熱または冷却すべき壁に接して配置される場合、第二壁は、相変化材による熱の吸収および放出に対する影響を可能な限り小さくし、熱交換を可能な限り促進することが有利である。一方、加熱または冷却すべき壁に接して配置されない第一壁は、加熱または冷却すべき壁の方向からの熱損失を可能な小さくすることができ、可能な限り断熱であることが好ましい。
【００１４】
好ましい態様において、袋には、カプセルに収容されない相変化材が充填される。
マイクロ・カプセルまたはマクロ・カプセルに収容された相変化材の使用が知られている。しかしながら、カプセルに収容された同じ量の材料と比較して、より高い熱容量が、カプセルに収容されない相変化材の使用によって得られる。これは、多くの場合空気がカプセル間に存在し、これにより断熱効果が生じるからである。さらにカプセルに収容されない相変化材は、適切な形の袋内に簡単に配置でき、このため、カプセルに収容された相変化材と比較して、熱交換に関してより効率的な接触面が得られる。
【００１５】
相変化材が充填された袋の例示的な態様において、第二壁は所定の形状の壁である。第二壁を加熱または冷却すべき壁に効率的に接して配置可能とするよう、例えば第二壁を、好適には、加熱または冷却すべき壁の形状に適応させることができる。コーヒーまたは茶のカップの場合には、予備成形されている第二壁を有する袋を、好適には、加熱すべき部分の底部と加熱すべき部分の立ち上がり側部とに同時に接して配置することができる。任意の形状の加熱または冷却すべき壁にも同じ原理を適用できることは当業者には明らかであろう。すなわち、袋は、袋の第二壁と加熱または冷却すべき壁との間で良好な接触が行われるよう対応する形状を有する予備成形されている第二壁を有することができる。
【００１６】
本発明の第一面にかかる相変化材が充填された袋の上述した態様に関連する方策および利点は、以下に説明する本発明の第二面および第三面にかかる、相変化材が充填された可撓性の袋を有する食器および相変化材が充填された袋を生産する方法にも当てはまる。
【００１７】
本発明の第二面では、上述した態様のいずれかにかかる袋を有する食器を提供する。袋は、食器内に配置される。袋は、加熱または冷却すべき食器の一部分に接して配置される。ここでは、第二壁は、加熱または冷却すべき食器の一部分に、好ましくは陶器、磁器またはガラス等のセラミック材料の食器に接して配置される。皿の場合には、この皿は、加熱または冷却すべき上側の壁と、下側の壁と、を有する二重壁の構造である。この場合、袋は、下側の壁と上側の壁との間に好ましくは配置される。第二壁は、加熱または冷却すべき上側の壁に接して配置されており、第一壁は、下側の壁が加熱されないようまたはほとんど加熱されないよう、下側の壁から距離を空けて配置される。
【００１８】
本発明の第三面は、相変化材が充填された袋を生産する方法に関する。
方法は、
第一壁が碗状部と周辺部とを有するように袋の第一壁を形成する工程と、
形成された第一壁の碗状部内に相変化材を配置する工程と、
相変化材が第一壁と第二壁との間に配置されるとともに袋の内部が高真空となるよう、袋の第二壁を形成された第一壁の周辺部に取り付ける工程と、
を含む。
【００１９】
碗状部を有する第一壁を備えることによって、相変化材を碗状部に容易に配置することができる。そして、第二壁を、第一壁に接続されるカバーとして配置することができる。これにより、簡単に信頼性高く全体を封止することができる。
【００２０】
相変化材が充填された袋を生産するための方法の例示的な態様において、袋の第一壁を形成する工程は、袋の第一壁を、熱を用いて予備成形する工程を含む。この場合、例えば、第一壁は、熱を用いて予備成形されるフィルムとできる。
【００２１】
他の態様において、袋の第一壁を形成する工程は、加圧下で、型で、袋の第一壁を予備成形する工程を含む。
他の例示的な態様において、第一壁を形成する工程は、第一壁を射出成形する工程を含む。
【００２２】
相変化材が充填された袋を生産するための方法の好ましい態様において、第二壁を形成された第一壁の周辺部に取り付ける工程は、
第二壁を第一壁の周辺部に取り付け可能に第一壁および第二壁を互いに対して位置決めする工程と、
第一壁と第二壁との間の空間を真空引きする工程と、
第一壁の周辺部において袋を封止する工程と、
を含む。
【００２３】
碗状部を有する第一壁を備えることによって、相変化材を碗状部に容易に配置することができる。そして、第二壁を、第一壁に接続されるカバーとして配置することができる。これにより、簡単に信頼性高く全体を真空引きすることができる。
【００２４】
例示的な態様において、第一壁の周辺部において袋を封止する工程は、第二壁を第一壁の周辺部に溶着または接着する工程を含む。
例示的な態様において、形成された第一壁の碗状部内に相変化材を配置する工程は、相変化材を溶融する工程と、溶融させた相変化材を型に投入する工程と、冷却後に、硬くなった相変化材を碗状部に配置する工程と、を含む。これにより、第一壁と第二壁との間の空間に真空状態を簡単に生じさせることができる。
【００２５】
例示的な態様において、相変化材が充填された袋を生産するための方法は、取り付け前に袋の第二壁を形成する工程を含む。こうして、第二壁が接するよう配置すべき部分の形状に適合する形状を、第二壁に与えることができる。
【００２６】
例示的な態様において、第二壁を形成する工程は、第二壁を射出成形するまたは第二壁を熱を用いて予備成形する工程を含む。
他の態様において、袋の第二壁を形成する工程は、加圧下で、型で、袋の第二壁を予備成形する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明の上述したおよび他の有用な特性ならびに目的は、以下の添付図面を参照して説明する以降の詳細な説明からより明瞭となり本発明をより理解できよう。
【図１】本発明にかかる相変化材が充填された袋の例示的な実施形態の断面を示す。
【図２】本発明にかかる、第一壁および第二壁が複数の層を有する、相変化材が充填された袋の例示的な実施形態の断面を示す。
【図３】本発明にかかる、袋の第一壁の断熱特性が袋の第二壁より優れている、相変化材が充填された袋の他の実施形態の断面を示す。
【図４】本発明にかかる、袋の第二壁が所定の形状の壁である、相変化材が充填された袋の例示的な実施形態の断面を示す。
【図５Ａ】相変化材が充填された袋を有する一の食器の例示的な実施形態の簡略的な図を示す。
【図５Ｂ】相変化材が充填された袋を有する一品の食器の例示的な実施形態の簡略的な図を示す。
【図６】本発明にかかる相変化材が充填された袋を生産する方法の実施形態の概略的な全体図を示す。
【図７Ａ】相変化材が充填された袋を製造する方法のより詳細な実施形態の工程を概略的に示す。
【図７Ｂ】相変化材が充填された袋を製造する方法のより詳細な実施形態の工程を概略的に示す。
【図７Ｃ】相変化材が充填された袋を製造する方法のより詳細な実施形態の工程を概略的に示す。
【図７Ｄ】相変化材が充填された袋を製造する方法のより詳細な実施形態の工程を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明にかかる相変化材が充填された袋の第一実施形態を図１に示す。この形態は相変化材１３０が充填された袋１００である。袋１００は、予備成形されている第一壁１１０と、第二壁１２０と、を備える。第一壁は、相変化材１３０を収容する碗状部１１１と、周辺部１１２と、を備える。第二壁１２０は、第一壁１１０の周辺部１１２に取り付けられる。碗状部１１１を、図面においては角張って概略的に示しているが、実際的な形態においては碗状部１１１を「丸く（ラウンド状に）」できることは当業者には明らかであろう。取り付け場所を、第一壁１１０の周辺部１１２におけるストリップ１１５で図１に簡易的に示す。第一壁１１０と第二壁１２０とを種々の方法で互いに取り付けることもできる。壁１１０，１２０は、互いに対して接着、溶着、締め付け固定できる。袋１００は内部が高真空である。袋１００は、加熱または冷却すべき壁に接して配置されることを意図している。高真空状態にある袋内の圧力は１×１０−１〜１×１０−７Ｐａである。相変化材はあらゆる既知の相変化材とできる。用途に応じて、特定の相変化材が他の相変化材よりも好ましい場合がある。したがって、相変化材を例えばその融点に基づいて選択することができる。融点の高低が液体または食品の最適な加熱または冷却に関して有利になりうるからである。パラフィンをベースとした有機相変化材は、本発明の実施形態にかかる相変化材１３０が充填される袋１００における使用に特に適している。
【００２９】
袋１００には、好ましくは、カプセルに収容されない相変化材１３０が充填される。非カプセル化相変化材、いわゆる純粋な相変化材を、例えば粒状の態様の相変化材を所望の形状へと溶融させることにより、得ることができる。マイクロ・カプセルまたはマクロ・カプセルに収容される相変化材１３０の使用が知られているが、これには、カプセル間に断熱空気層が存在することになるという欠点がある。カプセルに収容されない相変化材１３０を使用することによって、カプセルに収容された同じ量の相変化材と比較して、より高い熱容量を得ることができる。さらにカプセルに収容されない相変化材１３０は、袋内に適切な形で簡単に配置でき、このため、カプセルに収容された相変化材と比較して、袋と加熱すべき壁と間の熱交換に関してより効率的な接触面が得られる。
【００３０】
壁１１０，１２０が相変化材１３０を収容しておくことができる限り、袋１００の壁１１０，１２０は種々の材料を有することができる。相変化材１３０の移動の自由度は、このように、袋１００によって制限される。好ましくは、相変化材１３０が固相から液相に転移する際に拡張するとき袋１００が伸びるように、そして逆方向の相転移の際に相変化材１３０が収縮するときには袋１００が引き締まるように、袋は、ある程度弾性的であり可撓性がある。
【００３１】
相変化材１３０が充填された袋１００の好ましい態様において、第一壁１１０および第二壁１２０は厚さが少なくとも４０μｍであり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。このような厚さの壁１１０，１２０によって、袋１００の保護および強度の程度を高くできる、および／または、袋１００を十分に可撓性とすることができる。また、このような壁厚により、袋の第一壁１１０および／または第二壁１２０を、熱を用いて予備成形すること（サーマル・プレフォーミング）ができ、相変化材１３０を配置することができる碗状部１１１を第一壁１１０に提供することができる。第一壁１１０と第二壁１２０とは互いに異なる厚さを有することができる。
【００３２】
なお、図１は寸法通りには描いていないことを記載しておく。典型的な実施形態では、碗状部１１１の深さｄは１ｍｍ〜２０ｍｍとなり、碗状部１１１の底部の寸法ａを何倍にも大きくでき、典型的には、袋の対象である食器に適合させることができる。大皿では、寸法ａを例えば２５ｃｍ〜４０ｃｍとできる。
【００３３】
相変化材１３０が充填された袋の例示的な実施形態において、第一壁１１０は第一フィルムであり、第二壁１２０は第二フィルムである。第一フィルムと第二フィルムとは厚さを同じとできるし、互いに異なる厚さとすることもできる。第一壁１１０がフィルムである場合、第一壁１１０が碗状部１１１および周辺部１１２を有するよう、第一壁１１０をサーマル・プレフォーミングで予備成形できる。異なる材料特性を一のフィルムにおいて合わせ持つことができるよう、フィルムを好適な積層構造とすることには利点がある。壁またはフィルム１１０，１２０が異なる層を備える、相変化材１３０が充填された袋の実施形態を、図２を参照してより詳細に説明する。
【００３４】
袋１００の予備成形されている第一壁１１０および／または第二壁１２０は、フィルムである必要はなく、例えば射出成形されたピースとすることもできる。例えば、第一壁１１０が碗状部１１１および周辺部１１２を有するよう、第一壁１１０を特定の形に射出成形することができる。このように袋１００の第一壁１１０および／または第二壁１２０は、例えば射出成形されたシリコーンまたは他のプラスチックで構成できる。
【００３５】
図２は、第一壁２１０および第二壁２２０が複数の層２１０ａ，２１０ｂ，２２０ａ，２２０ｂを有する、相変化材２３０が充填された袋２００の例示的な実施形態を示す。同じ壁内の層を、図２において破線を用いて、互いに分けて示す。第一壁２１０および第二壁２２０は、同一材料の層を備えることができるが、第一壁および第二壁は、互いに異なる材料層２１０ａ，２１０ｂ，２２０ａ，２２０ｂを備えることもできる。袋２００の用途に応じて、第一壁２１０の材料特性が第二壁２２０の材料特性と異なることが有用である場合もある。そのため、例えば、加熱または冷却すべき壁に接して配置することを意図していない、したがって加熱または冷却のための壁から離れている袋２００の壁には、追加の断熱層を提供することが有用である場合もある。
【００３６】
相変化材２３０が充填された袋２００の好ましい実施形態において、第一壁２１０および第二壁２１０は、溶着層２１０ｂ，２２０ｂおよびバリア層２１０ａ，２２０ａを有し、第一壁２１０の溶着層２１０ｂは第二壁２２０の溶着層２２０ｂに溶着される。特に相変化材２３０が液体になる高い温度で相変化材２３０の分子が通過できないよう、バリア層２１０ａ，２２０ａは選択される。簡単に溶着可能であり、第一壁の周辺部２１２で第一壁２１０と第二壁２２０とを互いに溶着できるよう、溶着層２１０ｂ，２２０ｂは選択される。溶着層２１０ｂ，２２０ｂとして特に適切な材料は、高い溶着性から、ポリプロピレンである。バリア層２１０ａ，２２０ａとして特に適切な材料は、相変化材に対する透過性の低さと高温における耐性とから、ポリアミドである。好ましい実施形態では、溶着層２１０ｂ，２２０ｂとバリア層２１０ａ，２２０ａとを合わせた厚さは、それぞれの壁２１０，２２０当たり６０μｍ〜１００μｍである。この範囲内の厚さにおいては、壁２１０，２２０は切断に対する耐性が高い。このことは、例えば袋２００が皿等の食器に用いられる場合、有用である。切断に対する耐性が高いので、例えば皿が割れたときに皿の破片に対する保護を提供でき、相変化材２３０を袋２００内に元の状態に留めておくことができるからである。
【００３７】
相変化材２３０が充填された袋２００の例示的な態様において、第一壁２１０および／または第二壁２２０は、アルミニウムから形成される層を有する。このように、たとえば、袋を、例えばアルミ箔が積層されたポリプロピレンの溶着層で好適に形成することができる。アルミ箔によって、分子を実質的に通さない袋とできる。
【００３８】
図３は、第二壁３２０が加熱または冷却すべき壁に接して配置されるように構成されている袋３００であって、第一壁３１０の断熱特性が第二壁３２０より優れている、相変化材３３０が充填された袋３００の好ましい実施形態を示す。第二壁３２０が加熱または冷却すべき壁に接して配置される場合、第二壁３２０は、相変化材３３０による熱の吸収および放出に対する影響を可能な限り小さくし、熱交換を可能な限り促進できることが有利である。一方、加熱または冷却すべき壁に接して配置されない第一壁３１０は、加熱または冷却すべき壁の方向からの熱の損失を可能な小さくすることができ、したがって可能な限り断熱できることが好ましい。図３は、第一壁３１０が二つの層３０８，３０９を有する例を示している。層３０８は、例えば上述の層または材料の一つに対応する。層３０９は、追加の断熱層とできる。第一壁３１０の断熱特性が第二壁３２０より優れている第一壁を、複数の層でもまたは一の層のみでも構成できることは当業者には明らかであろう。
【００３９】
図４は、第二壁４２０が予備形成された壁である、相変化材４３０が充填された袋４００の例示的な実施形態を示す。第二壁４２０を加熱または冷却すべき壁に効率的に接して配置できるよう、例えば第二壁を、好適には、加熱または冷却すべき壁の形状に適合させることができる。図示の例示的な実施形態において、第二壁４２０は皿（ディッシュ）の形状に形成される。この形状は、図５Ａに簡略的に示す通り、加熱または冷却すべきカップまたはマグの底壁部分に第二壁４２０を効率的に接して配置することができる利点がある。なお、予備形成された第二壁４２０は、用途に応じて他の形状を有することもできる。あらゆる形状の加熱または冷却すべき壁にも同じ原理を適用でき、袋の第二壁と加熱または冷却すべき壁との間で良好な接触が行われるよう、袋が対応する形状を有する予備成形されている第二壁を有することができることは当業者には明らかであろう。第二壁３２０が予備成形されず図３に示すような平坦な壁である場合、袋は、例えば、図５Ｂにおいて簡略的に示す皿またはオーブン・ディッシュの平坦な壁すなわち平面壁に面して第二壁３２０を配置するのに特に適している。予備成形されている第一壁１１０，２１０，３１０，４１０および／または予備成形されている第二壁４２０の図示の形状は例であり、所定の形状の第一壁１１０，２１０，３１０，４１０および所定の形状の壁４２０は他の形状を有することもできることは、当業者には明らかであろう。予備成形されている第一壁１１０，２１０，３１０，４１０は、袋１００，２００，３００，４００を高真空状態とすることができる。
【００４０】
図５Ａおよび図５Ｂは、前述の実施形態のうちのいずれかにかかる相変化材５３０が充填された袋５１０を有する食器５００ａ，５００ｂの例示的な実施形態を示す。袋５１０は、食器５００ａ，５００ｂ内に配置される。袋５１０は、食器５００ａ，５００ｂの加熱または冷却すべき壁５２１に接して配置される。図５Ａおよび図５Ｂは、簡略的な図であり、食器５００ａ，５００ｂにおける袋５１０の使用を示している。
【００４１】
図５Ａは特に、熱いまたは冷たい飲料５４０を受けるよう構成されるカップまたはマグ５００ａを示す。カップ５００ａは二重壁であり、相変化材５３０が充填された袋５１０は二つの壁の間の空間に配置される。カップ５００ａの加熱または冷却すべき壁５２１は、袋５１０と飲料５４０との間に位置する。図５Ａに示す袋５１０は、第二壁４２０が予備成形される図４に示す実施形態に対応する。所定の形状に成形された第二壁４２０によって、袋５１０がカップの底部だけでなく立ち上がっている内壁の少なくとも一部とも接触するよう、袋５１０を加熱または冷却すべき壁５２１にぴったり合わせて面するように配置することができる。こうして、相変化材５３０が充填された袋５１０は、加熱すべき壁５２１の底部を介してだけでなく、立ち上がっている側部に沿っても熱を放出し、これにより、熱い飲料５４０を、より長い時間熱い状態に維持できる。
【００４２】
図５Ｂは、特に、食品を提供するまたは差し出すための加熱または冷却すべき壁５２１を有する皿５００ｂを示す。皿５００ｂは二重壁であり、相変化材５３０が充填された袋５１０は皿の二つの壁の間の空間５２０に配置される。このように、袋５１０は、加熱または冷却すべき皿５００ｂの壁５２１の内側に配置される。図５Ｂに示す袋５１０は、図１、図２または図３に示す第二壁１２０，２２０，２３０が平坦である実施形態に対応する。
【００４３】
図５Ａおよび図５Ｂは予備成形されている第一壁を有する、相変化材５３０が充填された袋５１０を備えるカップ５００ａおよび皿５００ｂだけを示しているが、本発明の原理を、加熱または冷却すべき壁を有する種々のタイプの食器に、例えばオーブン・ディッシュ、カップ、デザート皿、スープ・ボウル、デザート・クープ、ピザ皿、スプーン等にも適用できることは当業者には明らかであろう。本発明にかかる、予備成形されている第一壁を有する、相変化材５３０が充填された袋５１０を、例えば浴槽やスイミング・プールの場合等の壁を冷却または加熱する必要がある他の応用にも用いることができる。
【００４４】
図６は、本発明にかかる相変化材が充填された袋を製造する方法６００のフローチャートを示す。方法６００は、
第一壁が碗状部と周辺部とを備えるよう袋の第一壁を形成する工程６１０と、
形成された第一壁の碗状部内に相変化材を配置する工程６２０と、
相変化材が第一壁と第二壁との間に配置されるとともに袋の内部が高真空となるよう、袋の第二壁を形成された第一壁の周辺部に取り付ける工程６３０と、
を含む。
【００４５】
第一壁の形成は、種々の方法で行うことができる。相変化材が充填された袋を生産するための方法６００の例示的な実施形態において、袋の第一壁を形成する工程６１０は、袋の第一壁を、熱を用いて予備成形する工程を含む。第一壁がフィルムである場合、第一壁を特に熱を用いた予備成形（サーマル・プレフォーミング）を用いて形成することができる。予備成形されている第一壁は種々の形状を有することができる。袋の用途に応じて、特定の形状が他の形状より好ましい。さらに寸法を、用途に適応させることができる。第一壁を形成する他の方法は、第一壁の射出成形によって行われる。このように、第一壁を、シリコーンまたは他の適切なプラスチックで射出成形することができる。
【００４６】
例示的な実施形態において、方法６００の工程６２０は、相変化材を溶融する工程と、溶融させた相変化材を型に投入する工程と、冷却後に、相変化材を、例えば円板形に硬化した相変化材を碗状部に配置する工程と、を含む。初めに、例えば粒状の相変化材を溶融させることにより、溶融させた相変化材を所望の対応する型に投入することによって、相変化材を所望の形状とすることができる。冷却に続いて、成形された相変化材を第一壁の碗状部にその後配置することができ、そして相変化材を袋の第一壁と第二壁との間に高真空状態で包装することができる。
【００４７】
好ましい実施形態において、方法６００の工程６３０は以下の工程を含む。第一工程の際に、第二壁を第一壁の周辺部に取り付けできるよう、第一壁および第二壁を互いに対して位置決めする。第一壁および第二壁を定位置に取り付けるとき、第一壁と第二壁との間の空間は真空引きされ、真空とした概ね直後に、袋は第一壁の周辺部で封止される。例えば空間を真空に引く管を第一壁と第二壁との間に配置することによって、第一壁と第二壁との間の空間を真空引きすることができる。なお、袋を真空に引きするために種々の方法を用いることができることは当業者には明らかであろう。
【００４８】
第一壁の周辺部において袋を封止する工程を、種々の方法で行うことができる。一の実施形態では、袋は、第二壁を第一壁に、第一壁の周辺部において溶着することにより封止される。他の実施形態では、袋は、第二壁を第一壁に、第一壁の周辺部において接着することにより封止される。袋を封止するために他の方法を用いることができることは当業者には明らかであろう。
【００４９】
例示的な実施形態において、相変化材が充填された袋を生産するための方法６００は、取り付けの前に袋の第二壁を形成する工程を含む。第二壁の形成は、種々の方法で行うことができる。例示的な実施形態において、袋の第二壁を形成する工程は、袋の第二壁を、熱を用いて予備成形する工程を含む。第二壁がフィルムである場合、第二壁を特にサーマル・プレフォーミングを用いて形成することができる。予備成形される第二壁は、種々の形状を有することができる。袋の用途に応じて、特定の形状は、他の形状より好ましい。第二壁を形成する他の方法は、第二壁を射出成形することによって行われる。このように、第二壁を、シリコーンまたは他の適切なプラスチックで射出成形することができる。
【００５０】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃおよび図７Ｄは、相変化材が充填された袋を製造する方法のより詳細な実施形態の工程を概略的に示す。第一工程（図７Ａ）において、第一壁は円形状の第一フィルム７１０の態様で提供される。第二工程（図７Ｂ）において、第一壁が碗状部７１２と周辺部７１１とを有するよう、第一フィルム７１０は熱を用いて予備成形される。第三工程（図７Ｃ）において、ここでは予備成形されている円板形の相変化材７３０が、成形された第一フィルム７１０の碗状部７１２に配置される。予備成形されている円板７３０の形状および寸法は、好ましくは、碗状部７１２の形状および寸法に概ね対応する。第四工程（図７Ｄ）において、空間を真空に引くための管７５０を第一フィルム７１０と第二フィルム７２０との間に挟むよう、円形状の第二フィルム７２０がカバーとして第一フィルム７１０上に配置される。袋を形成するために、成形された第一フィルム７１０の周辺部７１２が第二フィルム７２０の周辺部７２２に対して溶着されると同時に、管７５０が引き抜かれる。
【００５１】
本発明は上記の実施形態には限定されず、そして添付の特許請求の範囲の請求項によってのみ定義される本発明の範囲内で多くの変更および変形を実現可能であることは当業者には理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【国際調査報告】
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