專利名稱：微波感受器包裝材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目標(biāo)是一種含微波感受器材料的包裝制品或烤箱器皿，適合以微波能來(lái)均勻加熱比薩餅或烤寬面條(lasagna)之類的食物，其中通過(guò)使用感受器材料把一部分微波能轉(zhuǎn)換為熱。
背景技術(shù)：
用微波能加熱食物是常用方法，特別在西方世界的廚房?jī)?nèi)。但是，與用熱源如電或氣加熱食物相比，存在幾個(gè)主要缺點(diǎn)。用微波能時(shí)存在兩個(gè)主要問(wèn)題，即某些食物表面缺少焦黃色和加熱不大均勻。
美國(guó)專利2,830,162公開(kāi)了通過(guò)在一個(gè)與食物接觸的控制元件上施加電磁波能量來(lái)加熱食物的方法。
美國(guó)專利4,267,420公開(kāi)了通過(guò)使用將部分微波能轉(zhuǎn)換為熱的帶涂層塑料控制微波傳導(dǎo)來(lái)使食物被烘焦和/或形成脆皮。
美國(guó)專利4,641,005公開(kāi)了一種使用一薄層導(dǎo)電材料的食物容器，通過(guò)導(dǎo)電材料的加熱使食物外表被烘焦。
美國(guó)專利4,892,782公開(kāi)了一種纖維微波感受器包裝材料，包在食物外面以增加烘焦度和/或形成發(fā)脆。
美國(guó)專利5,175,031公開(kāi)了一種用于微波加熱的層合片材。公開(kāi)中所包括的圖3、4和6示意了感受器材料區(qū)域之間的數(shù)條界線。
美國(guó)專利5,231,268公開(kāi)了用微波能使食物被烘焦或形成脆皮的方法使用一種隔熱材料和一種對(duì)應(yīng)于被包裝食物位置印刷有不同厚度的感受器-油墨層圖案。
美國(guó)專利5,349,168公開(kāi)了感受器顆粒與封端劑顆粒相組合的可微波包裝組合物。感受器/封端劑/基體可以施用成圖案，使一張片材上有不同的溫度分布。圖案可具有不同的感受器與封端劑之比，也可以具有不同厚度的涂料組合物，或兩者兼而有之。
美國(guó)專利6,137,099公開(kāi)了一種用于微波烹制的適合于至少部分包裹在食物周圍的感受器材料波紋狀片的包裝。
在Datta和Anantheswara編、2001年出版的Handbook ofMicrowave Technology For Food Applications，425～428頁(yè)上，公開(kāi)了微波在加熱食物中的行為，包括食品在其自身下投下的“陰影效應(yīng)”在內(nèi)。這種陰影妨礙大量能量被反射來(lái)加熱食品的中央底部。
需要有一種新的食物包裝來(lái)用微波能加熱食物，使食物在邊緣和內(nèi)部都能被均勻加熱。
發(fā)明概述本發(fā)明的目標(biāo)是一種含感受器材料的包裝制品或烤箱器皿，包含支持把微波能轉(zhuǎn)換為熱的感受器材料的基底。本發(fā)明的改進(jìn)是在第一區(qū)和第二外區(qū)中都使用了感受器材料，其中第二區(qū)至少基本包圍第一區(qū)，以及其中，在第一與第二區(qū)之間存在一條界線，且要求第一與第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋。要求(在等表面積和表面上受等量照射微波能的基礎(chǔ)上)與第二區(qū)相比，第一區(qū)含有的感受器材料能將更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱。要理解，用“等表面積”和“受等量照射微波能”只是為了比較。
另外，本發(fā)明的目標(biāo)是一種含食物的包裝制品，一種形成含食物包裝制品的方法以及一種使用感受器材料加熱食物的方法。
發(fā)明詳述本發(fā)明的總目標(biāo)是要用微波能均勻加熱食品。雖然對(duì)于單份食物，微波加熱能產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，但是隨食物尺寸的增大，微波加熱一般導(dǎo)致不均勻加熱。本發(fā)明要為在加熱較大食物，特別在加熱后不能攪拌的食品時(shí)的這種不均勻性，提供一個(gè)解決辦法。
在用微波能加熱大食品的過(guò)程中，認(rèn)為存在一種能被描述為“陰影效應(yīng)”的現(xiàn)象。不受任何理論的束縛，陰影效應(yīng)可以比擬為光源照射物體時(shí)投下的陰影。在用微波能加熱食物的情況下，相信發(fā)生微波能的吸收是因中微波反復(fù)沖擊食品底表面?zhèn)鞑サ牟?。未吸收的微波部分從微波爐的底板反射到食品上，而朝食品中心部分的每次相繼反射都使能量減少。認(rèn)為食物的最中心部分處于陰影中，在陰影與非陰影區(qū)之間有一條界線。
在食物的質(zhì)量或體積不太大的情況下，任何陰影效應(yīng)，如果存在，不會(huì)明顯影響食物的均勻加熱。但是，隨食品質(zhì)量的增大，就會(huì)發(fā)生不均勻加熱。一個(gè)常見(jiàn)的例子是導(dǎo)致食物邊緣過(guò)烹，而中心部分欠火。
在本發(fā)明中，為了使固體食品獲得一定程度均勻加熱的解決辦法是使用具有特定外形的感受器材料，這一點(diǎn)將在下文更詳細(xì)地闡述。
術(shù)語(yǔ)“感受器材料”按其在微波技術(shù)內(nèi)的一般定義使用，即是一種從微波吸收能量并將該能量轉(zhuǎn)換為熱的形式的材料。
感受器材料是眾所周知的，且包括如鋁、銻、青銅、鉻、紫銅、金、鐵、鎳、錫和鋅等金屬。金屬常以帶粘結(jié)劑的粉末或箔狀形式存在或混合在聚合物薄膜內(nèi)。其它導(dǎo)電材料也可用作感受器材料，如金屬氧化物和石墨或炭黑形式的碳。這類材料除了單獨(dú)使用外，還可彼此組合使用。
但是，本發(fā)明中最關(guān)鍵的是要用兩個(gè)分立區(qū)的感受器材料，在兩個(gè)分立區(qū)即第一(內(nèi))區(qū)和第二(外)區(qū)之間有一條界線。在本發(fā)明中，第二感受器材料區(qū)至少基本包圍第一內(nèi)區(qū)。術(shù)語(yǔ)“基本包圍”是指第一區(qū)未被完全包圍。例如，不完全的包圍可能因制造的考慮而存在。但是，優(yōu)選第二區(qū)完全包圍第一區(qū)。同時(shí)，在一個(gè)優(yōu)選方式中，兩區(qū)將具有相同的構(gòu)形，如都是圓形或矩形(例如帶圓邊)。
要理解，正是在本發(fā)明范圍內(nèi)，感受器材料能形成第一(內(nèi))區(qū)和第二(外)區(qū)之間的橋。這樣的感受器橋不被認(rèn)為是必需的，但在某些情況下可以存在，例如為了便于制造。優(yōu)選在兩個(gè)分立區(qū)之間有一條完整的界線。
同時(shí)也應(yīng)理解，可以存在兩條或多條界線。例如，有兩條界線時(shí)，就會(huì)在第一(內(nèi))區(qū)與第二(外)區(qū)之間存在感受器材料的中間區(qū)(與前述術(shù)語(yǔ)一致)。
在第一與第二區(qū)內(nèi)可使用不同類型的感受器材料。同時(shí)，正是在本發(fā)明范圍內(nèi)，同一感受器材料在兩區(qū)內(nèi)可都使用。例如，在兩區(qū)之一內(nèi)，可以在感受器材料中加入封端劑(blocking agent)(干擾微波能轉(zhuǎn)換為熱)，而在另一區(qū)沒(méi)有封端劑且微波能轉(zhuǎn)換為熱的效率更高。同時(shí)，在兩區(qū)內(nèi)也可以使用相同的感受器材料但在內(nèi)區(qū)更厚或更濃。
直接可認(rèn)識(shí)到的是，感受器材料區(qū)的不同加熱也依賴于被加熱食物的質(zhì)量和體積。最佳內(nèi)、外感受器材料的面積和濃度可通過(guò)嘗試誤差法確定。
此外，與前面提到的陰影效應(yīng)理論一致，相信在加熱某些食物和/或以特定微波爐構(gòu)型加熱時(shí)，食物上至少另外區(qū)域比相鄰區(qū)的受熱少得多。這類加熱的減少被認(rèn)為是由于一個(gè)或多個(gè)二級(jí)陰影效應(yīng)造成的。因此，正是在本發(fā)明范圍內(nèi)，存在不止一條感受器材料界線。
要理解，正是在本發(fā)明范圍內(nèi)，感受器材料無(wú)需以均勻厚度存在于內(nèi)區(qū)和外區(qū)。例如，通過(guò)在基底上印刷感受器材料，有可能以不均勻方式涂布內(nèi)區(qū)或外區(qū)，但使內(nèi)區(qū)含有更大體積的感受器材料(以等表面積為基礎(chǔ))。但是，按本發(fā)明的要求，在內(nèi)、外感受器區(qū)之間要存在一條界線。
為說(shuō)明在內(nèi)、外區(qū)內(nèi)使用不同的感受器材料，描述本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施方案。在第一實(shí)施方案中，一片感受器材料的中心部分被移去并代之以微波能→熱轉(zhuǎn)換效率更高的感受器材料。在第二實(shí)施方案中，一片感受器材料并未移去中心部分，但在中心部分要涂布或接觸一種微波能→熱轉(zhuǎn)換效率更高的感受器材料。在第三實(shí)施方案中，要在一片感受器材料邊緣部分附近涂布一種微波能→熱轉(zhuǎn)換效率更低的感受器材料。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方式中，感受器材料的內(nèi)區(qū)位于中央，而感受器材料的外區(qū)位于邊緣。如果要用微波能加熱的食物是圓形的，則優(yōu)選方式是使兩個(gè)感受器材料區(qū)都以圓形存在，且要使內(nèi)區(qū)與外圓邊之間等間距。以類似方式，如果要加熱的食物是矩形的，則感受器材料是矩形的(帶圓邊)，且要使內(nèi)區(qū)與外緣之間等間距。
在美國(guó)專利公開(kāi)5,175,031中，在感受器材料鄰區(qū)之間存在一條界線，如圖3、4和6所示。但是據(jù)該專利公開(kāi)，感受器的最大加熱量應(yīng)發(fā)生在當(dāng)食物的放置使食物側(cè)面有較少的感受器加熱量時(shí)。該專利未公開(kāi)“陰影效應(yīng)”。
美國(guó)專利公開(kāi)5,175,031通過(guò)含有已印刷感受器材料區(qū)和未印刷空白區(qū)(由格柵線包圍的圓形或方形)來(lái)減少感受器的加熱量。相反，本發(fā)明要求第一區(qū)和第二區(qū)(被界線分開(kāi))完全被感受器材料所覆蓋。認(rèn)為完全覆蓋導(dǎo)致更均勻的加熱和/或更均勻地控制食物特定區(qū)的加熱的應(yīng)用。
在本食物包裝中，感受器材料一般要放置在允許微波能量穿過(guò)的基底上。用作感受器材料支持體的典型介電材料同樣也適用。支持體在微波爐內(nèi)所遇到的溫度下具有熱穩(wěn)定性。雖然在有些情況下纖維素材料是適用的，但它通常不如其它材料好。其它材料的實(shí)例包括玻璃纖維、聚酯、芳族聚酰胺、氟化聚合物、聚酰亞胺和酚醛。高溫支持體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例是一種芳族聚酰胺如以商品名Kevlar出售的芳族聚酰胺。
同時(shí)，為完整的食品包裝，特別在微波爐內(nèi)烹制時(shí)，食品的放置要使之接觸或靠近感受器材料。一般而言，感受器材料要放在食品底下。然后，外包層(covering)在食物不朝向感受器材料的表面上環(huán)繞。這種外包層是眾所周知的，且包括在用微波能加熱前除去的包層或在微波爐加熱期間留在原地的包層(帶出氣孔)。包層的一個(gè)實(shí)例是聚酯，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。在烹制之前，食品可能需要冷卻或冷凍，如眾所周知的。
與以上提到的、通常為特定食品裁制的一次性使用材料的食物包裝品相反，烤箱器皿常設(shè)計(jì)成對(duì)多種不同食品使用一段時(shí)間。這意味著除非為特定尺寸和形狀的食物設(shè)計(jì)(例如一定直徑和厚度的圓形比薩餅)，單件烤箱器皿對(duì)大范圍變化的食物尺寸和/或形狀不可能是最佳的。盡管如此，烤箱器皿可設(shè)計(jì)成用于特定尺寸與形狀，也可以設(shè)計(jì)成適應(yīng)一定的形狀和/或尺寸范圍。這類烤箱器皿可以用傳統(tǒng)技術(shù)從耐熱的熱固性或熱塑性聚合物，如熔點(diǎn)較高的液晶聚合物，模塑而成。一般而言，在這類烤箱器皿中，感受器要在熔體模塑前先熔體混合進(jìn)一些熱塑性聚合物或在模塑與交聯(lián)之前先與熱固性聚合物混合。在一次模塑中，可能難以改變零件內(nèi)感受器的濃度。但是，可以很容易地改變零件的厚度，所以，在含感受器材料的厚度上可能有一個(gè)臺(tái)階變化(或界線)?；蛘?，也可以將單一厚度或不同厚度和/或感受器濃度不同的含感受器零件疊合在烤箱器皿內(nèi)或作為烤箱器皿的一部分，以在烤箱器皿內(nèi)形成一條或多條界線。用疊合的方法，有可能在一定程度上裁制適用于那件烤箱器皿的食物尺寸或形狀的變化。為特定范圍的食物形狀和/或尺寸裁制烤箱器皿的另一個(gè)方法是，備有多種不同尺寸和/或形狀的烤箱器皿以適合于尺寸和/或形狀的特定范圍。
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，特提供下列實(shí)施例。
實(shí)施例1通過(guò)將兩個(gè)元件組合成一個(gè)感受器體系制成微波感受器。元件A的制備是將一個(gè)圓形市售鋁感受器(直徑12.7cm)切成中心有一個(gè)7.6cm孔的環(huán)形。元件B是一個(gè)直徑5.1cm的圓形聚酰亞胺薄膜，充有炭黑(杜邦的KAPTONXC)，其表面電阻率為60Ω/sq.。兩個(gè)元件都打有直徑小于0.5mm的多個(gè)小孔。該感受器體系的組裝方法是將元件B放在元件A的中心。為了把元件B提升到與元件A大約相同的高度，要切割兩個(gè)直徑5.1cm的芳族聚酰胺紙圓片并墊在元件B的下面。將整個(gè)組裝件放在900W Emerson微波爐內(nèi)的一塊仰拱的多孔紙板上，使該組裝件升離爐底板。將一塊Tombstone Deep Dish Microwaveable冷凍比薩餅(12.7cm直徑)放在該組裝件上，并以高檔烹制該比薩餅4分鐘。
該比薩餅上與元件A接觸的部分被均勻地烘焦，而且與元件B接觸的部分也有50％以上被烘焦。結(jié)皮脆而酥。面層邊緣處略過(guò)火，中間略欠火。
對(duì)比實(shí)施例2將一塊市售感受器(直徑12.7cm)放在一塊仰拱的多孔紙板上。將一塊Tombstone Deep Dish Microwaveable比薩餅(直徑12.7cm)放在該感受器上并放進(jìn)900W Emerson微波爐。烹制該比薩餅3分鐘，這時(shí)面上看上去已熟。
該比薩餅的結(jié)皮外緣略被烘焦。約有10cm直徑的圓未被烘焦，約6.4cm直徑的部分是半透明生面團(tuán)(欠火)。結(jié)皮耐嚼且不脆。
權(quán)利要求
1.一種適合以微波能加熱食物的制品，包含支持把微波能轉(zhuǎn)換為熱的感受器材料的基底，其中所做的改進(jìn)包括存在于兩個(gè)分立區(qū)的感受器材料，即第一區(qū)和第二區(qū)，其中，在第一區(qū)與第二區(qū)之間存在一條界線，第一區(qū)至少基本上被第二區(qū)包圍，且要求第一與第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋，以及其中，在等表面積和等量微波能照射其表面的基礎(chǔ)上，與第二區(qū)相比，第一區(qū)把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱。
2.權(quán)利要求1的制品，其是一種食物支持包裝制品。
3.權(quán)利要求1的制品，其是一種烤箱器皿。
4.權(quán)利要求1的制品，其中的第二區(qū)完全包圍第一區(qū)。
5.權(quán)利要求1的制品，其中與第二區(qū)的邊緣部分相比第一區(qū)位于中心。
6.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)和第二區(qū)都是圓形的。
7.權(quán)利要求1的制品，其中第一和第二區(qū)都是帶圓邊的矩形。
8.權(quán)利要求1的制品，其中第二區(qū)在中心部分有一個(gè)開(kāi)口。
9.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)與第二區(qū)在中心部分接觸。
10.權(quán)利要求1的制品，其中第二區(qū)與第一區(qū)在第一區(qū)邊緣附近接觸。
11.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)與第二區(qū)的感受器材料不同。
12.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)與第二區(qū)的感受器材料相同，且第一區(qū)內(nèi)的感受器材料比第二區(qū)內(nèi)的感受器材料厚。
13.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)與第二區(qū)的感受器材料相同，且第一區(qū)內(nèi)感受器材料的濃度高于第二區(qū)內(nèi)感受器材料的濃度。
14.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)與第二區(qū)的感受器材料相同，且第二區(qū)內(nèi)的感受器材料含有一種封端劑。
15.權(quán)利要求1的制品，其中第一區(qū)和第二區(qū)的感受器材料相同，且第一區(qū)的感受器在其表面區(qū)內(nèi)包括至少一條界線。
16.一種加熱食品的方法，包括使食品受微波能作用，其中該食物受存在于兩分立區(qū)內(nèi)的感受器材料的支持，第一區(qū)和第二區(qū)其中在第一區(qū)與第二區(qū)之間有一條界線，第一區(qū)至少基本上被第二區(qū)包圍，且要求第一與第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋，且其中在等表面積和等量微波能照射其表面的基礎(chǔ)，與第二區(qū)相比，第一區(qū)把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱。
17.權(quán)利要求16的方法，其中第二區(qū)圍繞第一區(qū)。
18.權(quán)利要求16的方法，其中的食品是比薩餅。
19.權(quán)利要求17的方法，其中食品是烤寬面條。
20.一種食物包裝制品，包含(a)基底(b)位于基底上的感受器材料，該感受器材料存在于兩個(gè)分立區(qū)內(nèi)第一區(qū)和第二區(qū)，其中在第一區(qū)與第二區(qū)之間存在一條界線，第一區(qū)至少基本被第二區(qū)包圍，且其中在等表面積和等量微波能照射其表面的條件下，與第二區(qū)相比，第一區(qū)把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱，且要求第一和第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋，(c)位于感受器材料上的食物，以及任選地(d)圍繞食物表面的包層。
21.權(quán)利要求20的食物包裝制品，其中的第二區(qū)包圍第一區(qū)。
22.權(quán)利要求20的食物包裝制品，其中的食物是比薩餅。
23.權(quán)利要求20的食物包裝制品，其中的食物是烤寬面條。
24.一種制造食物支持包裝制品的方法，包括下列步驟(a)在基底上施加感受器材料，它存在于兩個(gè)分立區(qū)第一區(qū)和第二區(qū)，其中在第一區(qū)與第二區(qū)之間存在一條界線，第一區(qū)至少基本上被第二區(qū)包圍，且要求第一與第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋，以及其中，在等表面積和等量微波能照射其表面的條件下，與第二區(qū)相比，第一區(qū)把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱，(b)將食品放在感受器材料上，(c)對(duì)食品實(shí)施包覆。
25.權(quán)利要求24的方法，其中的第二區(qū)包圍第一區(qū)。
26.權(quán)利要求24的方法，還有一個(gè)冷凍食品的步驟。
27.權(quán)利要求24的方法，其中的食品是比薩餅。
28.權(quán)利要求24的方法，其中的食品是烤寬面條。
29.一種制造食物包裝制品的方法，包括(a)在基底上施加一層感受器材料，使感受器材料存在于兩個(gè)分立區(qū)內(nèi)第一區(qū)和第二區(qū)，其中在第一區(qū)與第二區(qū)之間存在一條界線，第一區(qū)至少基本上被第二區(qū)所包圍，且要求第一區(qū)和第二區(qū)完全被感受器材料所覆蓋，以及其中，在等表面積和等量微波能照射其表面的基礎(chǔ)，與第二區(qū)相比，第一區(qū)把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱。(b)將食品放在感受器材料上，(c)在不朝向感受器材料的表面上施加一包層以環(huán)繞食品。
30.權(quán)利要求29的方法，其中的食物是比薩餅。
31.權(quán)利要求29的方法，其中的食物是烤寬面條。
全文摘要
一種微波感受器材料包裝制品或烤箱器皿，其包含至少兩個(gè)感受器材料的分立區(qū)，即感受器材料內(nèi)區(qū)和感受器材料外區(qū)，在相等的內(nèi)、外表面積和等量微波能照射的基礎(chǔ)上，內(nèi)表面具有把更多的微波能轉(zhuǎn)換為熱的能力。
文檔編號(hào)B65D81/34GK1735543SQ200380108235
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者N·L·布蘭肯貝克萊爾, C·－H·池 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司