(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略球状の氷粒を製造する氷粒製造方法であって、
撥水性コーティング層を備える氷粒製造用載置台の前記撥水性コーティング層上に液状物を滴下して略球状の被凍結液を形成する滴下ステップと、
前記撥水性コーティング層上に滴下された前記被凍結液を凍結して氷粒を生成する凍結ステップとを備え、
前記撥水性コーティング層は、滴下される液状物を収容支持して該液状物の移動を規制する移動規制部を複数備えており、
前記滴下ステップは、前記各移動規制部に一つの前記被凍結液を配設すべく、液状物を滴下し、
前記凍結ステップは、前記各移動規制部に前記被凍結液を載置した状態で該被凍結液を凍結して氷粒を生成することを特徴とする氷粒製造方法。
【請求項２】
前記略球状の被凍結液の最大径は、２ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の氷粒製造方法。
【請求項３】
前記凍結ステップは、−１０℃〜−５０℃にて前記被凍結液を凍結して氷粒を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の氷粒製造方法。
【請求項４】
滴下された液状物を略球状に保持可能な氷粒製造用載置台であって、
載置台本体と、
前記載置台本体の上面に配設され、滴下された液状物を支持する撥水性コーティング層とを備え、
前記撥水性コーティング層は、滴下される液状物を収容支持して該液状物の移動を規制する移動規制部を複数備えており、
前記各移動規制部は、滴下された液状物を載置した状態を保持することを特徴とする氷粒製造用載置台。
【請求項５】
前記移動規制部は、前記撥水性コーティング層上に形成される凹部であることを特徴とする請求項４に記載の氷粒製造用載置台。
【請求項６】
前記載置台本体は、金属製シート体であることを特徴とする請求項４又は５に記載の氷粒製造用載置台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略球状の氷粒を製造する氷粒製造方法及び氷粒製造用載置台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液状物を液体冷媒中に滴下して粒状アイス（氷粒）を得る装置としては、特許文献１に開示されているような装置が知られている。この装置は、図８に示すように、液体冷媒供給口１０１から供給される液体冷媒Ｒ、例えば液体窒素の流路を形成する樋状の冷媒流路１０２と、該冷媒流路１０２の終端に設けられた分離部１０３と、生成した氷粒Ｔを入れる氷粒容器１０４と、液体冷媒Ｒを循環使用するための冷媒循環手段１０５と、冷媒流路１０２の上流部に設けられた液状物投入手段１０６とから構成されている。
【０００３】
液体冷媒Ｒ中に滴下された被凍結液Ｌは、低温の液体冷媒Ｒに接触して急冷され、液体冷媒Ｒの流れに伴って下流に流されることになるが、このとき被凍結液Ｌは、液体冷媒Ｒの流れによって回転しながら凍結するので、略完全な球状の氷粒Ｔとなる。このようにして形成された氷粒Ｔは、液体冷媒Ｒの流れに乗って冷媒流路１０２終端の分離部１０３に至り、ここで液体冷媒Ｒは、細い棒の間から液回収容器１０７内に流下して前記冷媒循環手段１０５により循環使用され、生成した氷粒Ｔは、細い棒の上を滑って氷粒容器１０４内に落下し、適宜な手段で回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４７７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の装置を用いて氷粒を製造する方法は、略球状・略同等の大きさの氷粒を多量に製造することができるという点で優れたものであるといえる。しかしながら、液体窒素等の液体冷媒を用いて製造する方法であることから、液体冷媒の一部分が気化してしまい、この気化した液体冷媒を補充する必要があり、また、多量の液体冷媒を冷却して所定の極低温状態を維持しなければならないために多大な製造コストを必要とするものであり、略球状の氷粒を低コストで効率よく製造することが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、低コストで効率良く略球状の氷粒を製造することができる氷粒製造方法及び氷粒製造用載置台を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の前記目的は、略球状の氷粒を製造する氷粒製造方法であって、
撥水性コーティング層を備える氷粒製造用載置台の前記撥水性コーティング層上に液状物を滴下して略球状の被凍結液を形成する滴下ステップと、
前記撥水性コーティング層上に滴下された前記被凍結液を凍結して氷粒を生成する凍結ステップとを備え、前記撥水性コーティング層は、滴下される液状物を収容支持して該液状物の移動を規制する移動規制部を複数備えており、前記滴下ステップは、前記各移動規制部に一つの前記被凍結液を配設すべく、液状物を滴下し、前記凍結ステップは、前記各移動規制部に前記被凍結液を載置した状態で該被凍結液を凍結して氷粒を生成することを特徴とする氷粒製造方法により達成される。
【０００９】
また、前記略球状の被凍結液の最大径は、２ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
また、前記凍結ステップは、−１０℃〜−５０℃にて前記被凍結液を凍結して氷粒を生成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の前記目的は、滴下された液状物を略球状に保持可能な氷粒製造用載置台であって、載置台本体と、前記載置台本体の上面に配設され、滴下された液状物を支持する撥水性コーティング層とを備え、前記撥水性コーティング層は、滴下される液状物を収容支持して該液状物の移動を規制する移動規制部を複数備えており、前記各移動規制部は、滴下された液状物を載置した状態を保持することを特徴とする氷粒製造用載置台により達成される。
【００１３】
また、前記移動規制部は、前記撥水性コーティング層上に形成される凹部であることが好ましい。
【００１４】
また、前記載置台本体は、金属製シート体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストで効率良く略球状の氷粒を製造することができる氷粒製造方法及び氷粒製造用載置台を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る氷粒製造用載置台の概略構成平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面における要部拡大概略構成断面図である。
【図３】図１に示す氷粒製造用載置台の変形例を説明する概略構成平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る氷粒製造方法が備える工程を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る氷粒製造方法が備える滴下ステップを説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る氷粒製造方法が備える分離ステップを説明するための説明図である。
【図７】本発明に係る氷粒製造方法により氷粒を製造するために使用することができる好適な氷粒製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】従来の氷粒製造装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る氷粒製造方法及び氷粒製造用載置台について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る氷粒製造用載置台１の概略構成平面図であり、図２は、そのＡ−Ａ断面における要部拡大概略構成断面図である。なお、構成の理解を容易ならしめるために、各構成要素を実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小して示している。本発明に係る氷粒製造用載置台１は、例えば、水、ミルク、シロップ、コーヒー、各種ジュースといった液状物を凍結させて略球状の氷粒を製造する際に使用されるものであり、図１及び図２に示すように、載置台本体２と、当該載置台本体２の上面に配設される撥水性コーティング層３とを備えている。
【００１８】
本実施形態における載置台本体２は、可撓性を有するシート体により構成されている。シート体を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、プラスチック等の樹脂材料や、金属材料から形成することが可能であるが、熱伝導率の高い金属材料からシート体を形成することが好ましい。金属材料から形成した金属製シート体を載置台本体２として採用する場合、撥水性コーティング層３上に滴下された液状物の冷却凍結を迅速に行うことが可能となる。金属材料としては、様々な金属を採用することができるが、特に熱伝導率が高いアルミニウムを好適に採用することができる。なお、シート体により載置台本体２を形成する場合、当該シート体は、複数の材料からそれぞれ形成されるシート材を積層して形成してもよい。また、載置台本体２の厚みに関しては、簡単に破断等の損傷が発生しない程度の強度を有する限り、特に制限は無い。
【００１９】
撥水性コーティング層３は、上述のように、載置台本体２の上面に配設されるものである。この撥水性コーティング層３の作用により、滴下された液状物は、略球状の形態に維持されて支持されることになる。撥水性コーティング層３は、種々の方法により形成することができるが、例えば、フッ素系化合物等を載置台本体２上に塗布して形成することができる。また、撥水性コーティング層３の表面に撥水性を有する金属酸化物粒子による凹凸構造を形成すべく、撥水性を有する金属酸化物粒子を含有する塗工液を載置台本体２上に塗布することにより形成することができる。撥水性コーティング層３としては、その撥水性能が、例えば、面に対して１００度を超える接触角で液滴が接するように構成することが好ましく、特に、面に対して１５０度を超える接触角で液滴が接する超撥水性となるように構成することがより好ましい。
【００２０】
また、本実施形態において、撥水性コーティング層３は、滴下される液状物の移動を規制する移動規制部４を複数備えるように構成されている。この移動規制部４は、撥水性コーティング層３及び載置台本体２を凹ませて形成される凹部４１として形成されている。凹部４１は平面視円形となるように形成されており、その内面形状は球面状となるように形成されている。凹部４１の大きさは、滴下される液状物の大きさに応じて適宜設定することができるが、例えば、凹部４１の開口縁の直径が３ｍｍ〜２０ｍｍ程度の大きさを有するように形成することが好ましい。また、凹部４１同士の間隔に関しても、滴下される液状物の大きさに応じて適宜設定することができるが、例えば、凹部４１の開口縁の直径と同程度の間隔を空けて形成することが好ましい。また、凹部４１の深さは、凹部４１の開口縁の直径の１０％〜６０％程度に設定することが好ましい。２０％よりも小さいと、滴下された液状物に対する移動規制効果が低減するおそれがあり、５０％よりも大きいと、凍結後に撥水性コーティング層３から凍結した液状物（氷粒）を離脱させることが困難になるおそれがある。ここで、移動規制部４の具体的構成は、凹部４１に限定されず、例えば、図３の平面図に示すように、撥水性コーティング層３の露出面から上方に突出して形成される壁体４２（図３において斜線部で示す部材）を格子状に構成して移動規制部４を形成してもよい。なお、壁体４２の表面にも撥水性コーティングが施されていることが必須である。図３に示すように壁体４２を形成した場合であっても、撥水性コーティング層３の作用により滴下された液状物は、壁体４２で囲まれた各格子４３内で略球状の形態を維持しつつ支持される。また、平面視円形の凹部４１の代わりに、平面視矩形状の凹部として移動規制部４を構成してもよい。平面視矩形状の凹部として移動規制部４を構成した場合であっても、撥水性コーティング層３の作用により滴下された液状物は、各凹部内で略球状の形態を維持しつつ支持される。なお、撥水性コーティング層３の厚みは、例えば、２０μｍ程度に設定することが好ましい。
【００２１】
上記実施形態においては、載置台本体２が可撓性を有するシート体により構成されている例について説明したが、このような構成に特に限定されず、例えば、剛性を有するシート体やプレート体を用いて載置台本体２を構成してもよい。
【００２２】
次に、上述した氷粒製造用載置台１を用いて、略球状の氷粒を製造する本発明に係る氷粒製造方法について以下説明する。本発明に係る氷粒製造方法は、例えば、水、ミルク、シロップ、コーヒー、各種ジュースといった液状物を凍結させて略球状の氷粒を製造する方法であり、図４のブロック図に示すように、滴下ステップＳ１と、凍結ステップＳ２と、分離ステップＳ３とを備えている。ここで、略球状とは、球状、楕円球状の他、一部に平坦部分を有するが全体として球状と認識されるような形態、変形部を有するが全体として球状と認識されるような形態等を含む概念である。
【００２３】
滴下ステップＳ１は、図５に示すように、撥水性コーティング層３を備える氷粒製造用載置台１の撥水性コーティング層３上に液状物Ｚ１を滴下して略球状の被凍結液Ｚ２を形成する工程である。この滴下ステップＳ１においては、液状物Ｚ１を液滴として撥水性コーティング層３上に滴下できる手段であれば、どのような構成のものでも使用することができる。また、滴下ステップＳ１においては、撥水性コーティング層３に形成される各移動規制部４（各凹部４１）に一つの被凍結液Ｚ２を配設すべく、液状物Ｚ１を滴下するように構成されている。この滴下ステップＳ１においては、氷粒製造用載置台１表面の撥水性コーティング層３の作用により、滴下された液状物Ｚ１は、撥水性コーティング層３上で弾かれ略球状の形態として撥水性コーティング層３上に支持されることとなる。また、滴下された各被凍結液Ｚ２は、各移動規制部４（各凹部４１）内に収容されるため、氷粒製造用載置台１を水平方向に移動させるような場合であっても、滴下された各被凍結液Ｚ２が撥水性コーティング層３上を滑って移動し、各被凍結液Ｚ２同士が接触することを効果的に防止することができる。ここで、略球状の被凍結液Ｚ２の最大径が、２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲となるように、滴下される一粒の液状物Ｚ１の体積を設定することが好ましい。
【００２４】
凍結ステップＳ２は、撥水性コーティング層３上に滴下された被凍結液Ｚ２を凍結して氷粒Ｚ３を生成する工程である。この凍結ステップＳ２は、例えば、被凍結液Ｚ２が撥水性コーティング層３上に載置された状態で、氷粒製造用載置台１を水平移動或いは上下方向移動して冷凍装置内に収容することにより行うことができる。冷凍装置内においては、例えば、−１０℃〜−５０℃の温度雰囲気下で１分〜６０分間冷却して被凍結液Ｚ２を凍結して氷粒を生成する。撥水性コーティング層３上に載置された液状の被凍結液Ｚ２は、撥水性コーティング層３の撥水機能により略球状の形態を維持したまま、冷却されて凍結・硬化し、略球状の氷粒Ｚ３となる。
【００２５】
分離ステップＳ３は、凍結・硬化した略球状の氷粒Ｚ３を氷粒製造用載置台１から分離する工程である。この分離ステップＳ３は、例えば、凍結ステップＳ２において使用される冷凍装置内において、−１０℃〜−５０℃の温度雰囲気下で行うことが好ましい。略球状の氷粒Ｚ３を氷粒製造用載置台１から分離するには、例えば、氷粒製造用載置台１を軽くタッピングしたり、氷粒製造用載置台１に振動を与えることにより行うことができる。略球状の氷粒Ｚ３は、撥水性コーティング層３上に載置されているため、軽いタッピングや振動によって簡単に撥水性コーティング層３上から分離される。氷粒製造用載置台１から分離された氷粒Ｚ３は、集積されて、例えば製品用の包装容器内に氷粒Ｚ３を収納する工程等の後工程に供される。また、この分離ステップＳ３においては、図６に示すように、シート状の氷粒製造用載置台１の一部分を下方に湾曲させて傾斜部１１を形成した後、傾斜部１１に対して軽いタッピングや振動を付与して氷粒を撥水性コーティング層３上から分離するように構成してもよく、或いは、シート状の氷粒製造用載置台１全体を傾斜させた後、軽いタッピングや振動を氷粒製造用載置台１に付与して氷粒を撥水性コーティング層３上から分離するように構成してもよい。このような方法によって氷粒Ｚ３を分離する場合、分離した氷粒Ｚ３は自重によって下方に落下するため、氷粒製造用載置台１の下方に氷粒収納容器９２を配置するだけで、氷粒Ｚ３を効率よく簡便に集積することが可能となる。
【００２６】
上述のように、本発明に係る氷粒製造用載置台１を用いて氷粒を製造する氷粒製造方法によれば、従来のように液体窒素といった液体冷媒を使用する必要が無くなるため、液体冷媒の補充や液体冷媒冷却のための多大な電力量を必要とすることなく、略球状の氷粒を低コストで効率よく製造することが可能となる。
【００２７】
また、液体窒素等の液体冷媒を使用して氷粒を製造する従来の製造方法においては、例えば、５℃〜１０℃程度の温度を有する液状物を、−２００℃程度の温度である液体冷媒中に滴下される。したがって、滴下される液状物には、短時間で２００℃を超える温度差が付加されることとなり、極めて大きな熱衝撃が発生し、割れや欠けといった欠陥が氷粒に発生する可能性が高い。これに対し、本発明に係る氷粒製造方法においては、例えば、５℃〜１０℃程度の温度を有する液状物を−１０℃〜−５０℃の温度雰囲気下で冷却・凍結する方法であるため、滴下された液状物に対して付与される熱衝撃を格段に低下させることが可能となり、割れや欠けといった欠陥が氷粒に発生することを極めて効果的に抑制することが可能となる。
【００２８】
次に、上述の本発明に係る氷粒製造方法により氷粒を製造するために使用することができる好適な氷粒製造装置５の一例について説明する。図７は、この氷粒製造装置５の概略構成図である。なお、構成の理解を容易ならしめるために、各構成要素を実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小して示すと共に、一部を省略して示している。
【００２９】
図７に示すように、氷粒製造装置５は、液状物供給部６と、氷粒製造用載置台１と、巻出リール７１と、巻取リール７５と、支持台８と、冷凍装置室９と、振動付与装置９１と、氷粒収納容器９２とを備える略球状の氷粒を製造する装置である。
【００３０】
液状物供給部６は、例えば、水、ミルク、シロップ、コーヒー、各種ジュースといった液状物を、氷粒製造用載置台１における撥水性コーティング層３上に滴下する手段である。この液状物供給部６は、水やミルク等の液状物Ｚ１を貯留するタンク６１と、当該タンク６１の下方に配置され液状物Ｚ１を液滴として滴下する滴下ノズル６２とを備えている。なお、滴下ノズル６２は、滴下する液状物Ｚ１の量を適宜変更する流量調整機構を備えることが好ましい。
【００３１】
氷粒製造装置５が有する氷粒製造用載置台１は、長尺状で可撓性を有するシート状の載置台本体の上面に撥水性コーティング層が配設されて構成されている。また、撥水性コーティング層は、滴下される液状物Ｚ１の移動を規制する移動規制部を複数備えるように構成されている。この移動規制部は、図１及び図２に示すように、撥水性コーティング層上に形成される平面視円形となる凹部として形成されている（図示せず）。
【００３２】
このような長尺のシート状氷粒製造用載置台１は、ロール状に巻回された状態で巻出リール７１にセットされ、巻出リール７１から引き出されたシート状氷粒製造用載置台１の一端側が、巻取リール７５に接続されて配置されている。なお、巻出リール７１は、そのリール軸を中心に回転してシート状の氷粒製造用載置台１を引き出し可能に構成されている。また、巻取リール７５は、巻出リール７１から引き出されたシート状の氷粒製造用載置台１を巻き取る機能を有するものであり、そのリール軸に接続される駆動装置（図示せず）の作用により、巻取リール７５がリール軸周りに回転できるように構成されている。なお、巻取リール７５は、冷凍装置室９内に配置されている。
【００３３】
支持台８は、巻出リール７１と巻取リール７５との間であって、シート状の氷粒製造用載置台１の下方に配置され、巻出リール７１から引き出されたシート状の氷粒製造用載置台１を支持する機能を有する部材である。巻取リール７５によって巻き取られるシート状の氷粒製造用載置台１は、支持台８上を滑りながら水平移動するように構成されている。なお、支持台８の一部は、冷凍装置室９内に配置されるように構成されている。
【００３４】
冷凍装置室９は、例えば、−１０℃〜−５０℃の温度雰囲気下で、氷粒製造用載置台１上に滴下された液状物Ｚ１（被凍結液Ｚ２）を冷却・凍結する装置であり、上述のように巻取リール７５や、支持台８の一部を内部に配置できるように構成されている。この冷凍装置室９内に配置される巻取リール７５は、支持台８と離間した位置で、かつ、支持台８の上面よりも下方の位置に配置されており、支持台８の端部と巻取リール７５との間に張架されるシート状の氷粒製造用載置台１の一部分が傾斜部１１を形成するように構成されている。
【００３５】
振動付与装置９１は、冷凍装置室９内であって、支持台８の端部と巻取リール７５との間に張架される氷粒製造用載置台１部分（傾斜部１１）の下方に配置され、傾斜部１１に振動を与えて、氷粒製造用載置台１上の氷粒Ｚ３を氷粒製造用載置台１から分離する機能を有する装置である。振動付与装置９１としては、氷粒製造用載置台１の傾斜部に振動を与えることができるものであれば、特に限定されないが、エアーを断続的に氷粒製造用載置台１の傾斜部１１の裏側に噴射して、当該傾斜部１１に振動を与える装置を例示することができる。
【００３６】
氷粒収納容器９２は、冷凍装置室９内であって、巻取リール７５に隣接して配置されている。この氷粒収納容器９２は、支持台８の端部と巻取リール７５との間に張架されるシート状の氷粒製造用載置台１の傾斜部１１を滑り落ちてくる氷粒Ｚ３を収納する容器である。
【００３７】
上記のような構成の氷粒製造装置５の作動について以下説明する。まず、巻取リール７５の駆動装置を駆動し、巻取リール７５を回転させてシート状の氷粒製造用載置台１を巻き取りながら支持台８上を水平に移動させる。
【００３８】
次に、液状物供給部６を介して水やミルクといった液状物Ｚ１を液滴として、氷粒製造用載置台１の表面（撥水性コーティング層３上）に順次滴下する。この時、液状物供給部６から滴下される液滴（液状物Ｚ１）が、撥水性コーティング層３に形成される凹部４１（移動規制部４）内に収容されるように、液状物供給部６の作動を、水平移動するシート状の氷粒製造用載置台１と同期させる。
【００３９】
氷粒製造用載置台１の表面（撥水性コーティング層３上）に滴下された液状物Ｚ１は、撥水性コーティング層３の作用により弾かれて略球状の被凍結液Ｚ２として凹部４１内で支持される。なお、凹部４１が略球状の被凍結液Ｚ２の移動を規制するため、氷粒製造用載置台１が水平移動しても、略球状の被凍結液Ｚ２が移動して隣り合う被凍結液Ｚ２と接触することを抑制される。
【００４０】
撥水性コーティング層３上に載置された略球状の被凍結液Ｚ２は、巻取リール７５の作用により氷粒製造用載置台１と共に水平移動し、冷凍装置室９内へと導かれ、冷却・凍結され、略球状の氷粒Ｚ３となる。凍結された氷粒Ｚ３は、巻取リール７５の作用により氷粒製造用載置台１と共に更に移動し、支持台８の端部と巻取リール７５との間に張架される氷粒製造用載置台１部分（傾斜部１１）において、振動付与装置９１の働きにより撥水性コーティング層３から分離し、自重によって落下して氷粒収納容器９２内に収納される。
【００４１】
氷粒収納容器９２内に収納される氷粒Ｚ３が所定量に達した際には、空の氷粒収納容器９２と交換され、氷粒Ｚ３が収納された氷粒収納容器９２は、例えば製品用の包装容器内に氷粒Ｚ３を収納する工程等の後工程に供される。
【符号の説明】
【００４２】
１  氷粒製造用載置台
２  載置台本体
３  撥水性コーティング層
４  移動規制部
４１  凹部
４２  壁体
４３  格子
５  氷粒製造装置
６  液状物供給部
６１  タンク
６２  滴下ノズル
７１  巻出リール
７５  巻取リール
８  支持台
９  冷凍装置室
９１  振動付与装置
９２  氷粒収納容器
Ｚ１  滴下される液状物
Ｚ２  被凍結液
Ｚ３  氷粒
Ｓ１  滴下ステップ
Ｓ２  凍結ステップ
Ｓ３  分離ステップ
【図１】
0006617953.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006617953.tif 000008
【図８】
0006617953.tif 000009