Jaké materiály se používají v horkých a studených termotašcích?

Otázka, co udrží termotašku několik hodin horkou nebo ještě déle studenou, se týká jedné věci: materiálů.Teplé a studené termotaškynejsou jen izolované sáčky. Jsou to pečlivě navržené systémy. Každá vrstva hraje specifickou roli při zpomalování přenosu tepla. Znalost těchto materiálů vám pomůže vybrat tu správnou tašku pro zranění, přípravu jídla nebo venkovní použití.
Tento článek rozebírá každý materiál uvnitř těchto sáčků. Vysvětluje, proč na každém záleží. A ukazuje, jak průmysl testuje výkon.

Základní princip: Zpomalení přenosu tepla

Teplo proudí třemi způsoby: vedením (přímý kontakt), prouděním (pohyb vzduchu) a sáláním (infračervená energie). Dobrý tepelný balíček může bojovat se všemi třemi. Materiály použité v horkých i studených sáčcích jsou navrženy tak, aby blokovaly každou cestu.

Podle amerického ministerstva energetiky se izolace provádí pomocí malých vzduchových kapes. Statický vzduch je jednou z nejlepších překážek toku tepla (US DOE of Energy, Energy Saver Guide, 2023). Každý z níže diskutovaných materiálů je navržen k dosažení tohoto základního cíle.

Vrstva 1: Vnější plášť - Nylonová nebo polyesterová tkanina

Vnější vrstva je obvykle nylon (polyamid) nebo polyester (PET). Tyto syntetické materiály jsou odolné, voděodolné a snadno se čistí.

Nylon 6 a 6 se běžně používají ve špičkových-taškách. Je odolnější proti oděru a roztržení než standardní nylon.

Polyester je lehčí a levnější. Obvykle se používá pro jednorázové-slevové nebo rozpočtové verze.

Obě látky jsou obvykle potaženy tenkou vrstvou polyuretanu (PU) nebo PVC. Díky tomu jsou voděodolné. To je důležité, protože vlhkost na vnějším povrchu urychluje tepelné ztráty odpařováním. Spousta lidí to ignoruje.

Ve studii publikované v Journal of Textile Science & Engineering byla vnitřní teplota potaženého nylonu o 23 % delší než teplota nepotažené bavlny v kontrolovaných testech (svazek. 12, č.. 4, 2022).

Vrstva 2: Izolační jádro - Kde se děje kouzlo

Toto je nejkritičtější sekce. Izolační materiál určuje, zda vaše taška zůstane horká 4 hodiny nebo 12.

Možnost A: Polyetylenová pěna (PE pěna)

PE pěnaje nejpoužívanější izolací vTeplé a studené termotaškydnes. Dodává se ve dvou formách:

Vzduchotěsné bubliny zachycují plyn uvnitř každého článku, takže jsou účinnější při blokování vedení. K měření tepelné vodivosti těchto pěn se používá standardní zkušební metoda ASTM C518 (ASTM International, 2021).

Možnost B: Gelové balíčky (ne-toxický hydrogel)

Gelové balíčky využívají hydrogely na bázi polyakrylátu suspendované ve vodě. Gel zůstává pružný, dokonce i zmrazený, protože polymerová síť zabraňuje tvorbě ledových krystalů.

Materiál absorbuje a uvolňuje teplo prostřednictvím fázového přechodu - gel taje a zmrzne při teplotě přibližně 0 stupňů (32 stupňů F), přičemž během přechodu udržuje stabilní teplotu. Společnost Applied Thermal Engineering zjistila, že hydrogelové obaly udržovaly cílovou teplotu na +/-2 stupně po dobu více než pěti hodin, přičemž vydržely o 40 % déle než obyčejný led (Vol. 198, 2021).

Tyto gely nejsou -toxické, a proto jsou bezpečné pro styk s potravinami. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) posoudil polyakrylát sodný a zjistil, že neexistuje žádné riziko pro koncentrace používané v horkých produktech (EFSA Journal, 2020).

Možnost C: Reflexní fólie (hliníkový laminát)

Některé sáčky přidávají na PET fólii tenkou vrstvu hliníkové fólie. To je běžně označováno jako Mylar nebo metalizovaná fólie. Tato vrstva se specificky zaměřuje na sálavé teplo.

Hliník odráží až 97 % infračerveného záření. Má malý vliv na vodivost. Ale v kombinaci s pěnovou izolací poskytuje smysluplný výtah. Mezinárodní žurnál přenosu tepla a hmoty (č.. 145 z roku 2019) zdokumentoval, že jediná reflexní vrstva může snížit tepelné ztráty zářením ve vakuových izolačních nádobách o 2019 %.

Vrstva 3: Vnitřní vložka -Potravinová-Bezpečná bariéra

Vnitřek sáčku se dostane do kontaktu s vaším jídlem nebo pokožkou. O materiálním zabezpečení se tedy-nevyjednává.

Standardně potravinářský PE (polyetylen). Je chemicky inertní. Neobsahuje alkalickou fosfatázu. Splňuje FDA 21 CFR 177.1520 vystavení potravinám.

EVA (etylen-vinylacetát) se používá v některých-taškách vyšší třídy. Při lisování za tepla je na dotek měkký, elastický a těsnící.

Podšívka funguje také jako parozábrana. Zabraňuje pronikání vlhkosti do izolace. Pokud se dovnitř dostane vlhkost, může to časem ovlivnit výkon.

Vrstva 4: Těsnění a zipy - Slabá místa
I ta nejlepší izolace selže, pokud ze zipu uniká teplo. Teplé a studené sáčky obvykle používají následující komponenty:

YKK Nylon voděodolný Roll Zipper s pogumovanými táhly.

Chlopně na suchý zip s překrývajícím se designem. Tím se vytvoří mrtvá-vzduchová kapsa přes zip.

The Textile Research Journal testoval tepelné ztráty zipů. Zjistili, že ve standardní izolované tašce způsobil neotevřený zip 15 % celkových tepelných ztrát (Vol. 91, No. 8, 2021). Proto je chlopeň stejně důležitá jako pěna.

Jak tyto materiály fungují: Skutečná čísla

Údaje sestavené z nezávislých testovacích zpráv Consumer Reports a Good Housekeeping Institute (vydání z roku 2023).

Proč výběr materiálu závisí na použití

Ne každá taška potřebuje stejný materiál. Zde je praktický rozpis:

První pomoc (výrony, odřeniny): Chcete flexibilitu a mírnou izolaci. Ideální je polyetylenová pěna s nylonem. Gelové zábaly přidávají cílené ošetření za studena bez většího objemu.

Pro sáčky na přípravu jídla a obědy: Bezpečnost potravin je na prvním místě. Standardem je potravinářská- PE podšívka, uzavřená PE pěna, vodotěsné nylonové pouzdro. FDA vyžaduje, aby všechny povrchy, které přicházejí do styku s potravinami, dosáhly svých migračních limitů. To vylučuje mnoho levnějších alternativ PVC.

Venkovní kempování nebo dlouhá cesta: Obložení hliníkovou fólií Vakuové izolační panely vás udrží v teple co nejdéle. Ale stojí víc a váží víc.

Ohledy na životní prostředí

Petroplast se používá ve většině teplých a studených pytlů. Polyetylenová pěna a nylon nejsou biologicky odbouratelné. Někteří výrobci však nyní používají jako obal recyklovaný PET (rPET). Používají také polyetylenovou pěnu, bio-produkt vyrobený z etanolu z cukrové třtiny.

Nadace Ellen MacArthur Foundation v roce 2022 uvedla, že používání recyklovatelných materiálů v obalových materiálech by mohlo snížit emise uhlíku během životního cyklu až o 30 % během životního cyklu. To neovlivňuje tepelný výkon.

Závěrečné myšlenky

Materiály uvnitř horkého vaku nejsou náhodné. Je to skupina technických řešení. Každý cíl má jiný způsob pohybu kalorií. Každá vrstva existuje z nějakého důvodu, od voděodolných nylonových skořepin až po fázové-hydrogelové jádro.

Když vidíte horké a studené horké sáčky, vágně tvrdte věci jako „udržujte věci celý den v chladu“, místo toho se podívejte na specifikace materiálu. Typ pěny, certifikovaná vložka, design zipu vám řekne víc než jakýkoli slogan.

Reference

• Ministerstvo energetiky USA. Průvodce úsporami energie: Izolace a vzduchové těsnění. 2023.
• Mezinárodní ASTM. ASTM C518 – Standardní zkušební metoda pro ustálené-vlastnosti tepelného přenosu. 2021.
• Journal of Textile Science & Engineering. Ročník . 12, vydání 4. 2022.
• Aplikované tepelné inženýrství. Svazek. 198. 2021.
• Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA). Hodnocení bezpečnosti polyakrylátu sodného. EFSA Journal, 2020.
• International Journal of Heat and Mass Transfer. Svazek. 145. 2019.
• Textilní výzkumný časopis. Ročník . 91, vydání 8. 2021.
• Spotřebitelské zprávy. Testování nejlepších izolovaných sáčků na oběd. 2023.
• Institut dobré domácnosti. Kontrola výkonu termosáčku. 2023.
• Nadace Ellen MacArthurové. Zpráva o udržitelnosti obalového materiálu. 2022.