BE1029591B1

BE1029591B1 - Serviesgoed bevattende microgolf-activeerbaar fasetransitiemateriaal

Info

Publication number: BE1029591B1
Application number: BE20215551A
Authority: BE
Inventors: Karim Redjal; Pascal Gabriëlle Nestor Mertens
Original assignee: Promeco Nv
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-02-14
Also published as: AU2022311328A1; US20240298825A1; EP4369993A1; BE1029591A1; CN117715568A; CA3225533A1; JP2024525720A; WO2023285985A1

Abstract

Serviesgoed met een fase-transitie-materiaal-mengsel dat één of meerdere organische fase-transitie-materialen omvat geselecteerd uit organische zuren, organische alcoholen en organische esters, en één of meerdere organische microgolfsusceptoren, geselecteerd uit glycolen, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel is vervat in een verpakking in het serviesgoed, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel smeltbaar is door middel van microgolf-instraling en een 90 – 95 % fractie aan gesmolten fase-transitie-materiaal-mengsel haalbaar is na 2 tot 12 min bij 250 tot 1250 W in een microgolfoven, waarbij een centraal gedeelte van het serviesgoed om voedsel op te plaatsen een initiële contacttemperatuur van meer dan 75 °C heeft na het uit de microgolfoven nemen van het serviesgoed en dit centrale gedeelte gedurende minstens 30 min in het temperatuurbereik van 70 tot 50 °C blijft, terwijl een randgedeelte van het serviesgoed om het serviesgoed te hanteren een initiële contacttemperatuur van minder dan 50 °C heeft na het uitnemen van het serviesgoed uit de microgolfoven.

Description

Serviesgoed bevattende microgolf-activeerbaar fasetransitiemateriaal

Vakgebied

De uitvinding heeft betrekking op een serviesgoed bevattende een fase-transitie-materiaal-mengsel dat activeerbaar is door middel van microgolfstraling. De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het produceren en gebruiken van serviesgoed bevattende cen fase-transitie- materiaal-mengsel geschikt voor het warmhouden van voedsel, waarbij de fase-transitie van vaste naar vloeibare toestand van het fase-transitie-materiaal-mengsel kan bekomen worden onder invloed van microgolfinstraling.

Achtergrond

Meerdere octrooien zijn gekend die gerelateerd zijn aan de toepassing van fase-transitie-materialen vervat in serviesgoed voor het koel of warm houden van voedsel, dit door middel van de latente energie die geactiveerd kan worden door het respectievelijk stollen of smelten van het fase- transitie-materiaal, en die dan na de activering van het fase-transitie-materiaal kan worden overgedragen aan het koel of warm te houden voedsel.

In het geval van toepassing voor het warm houden van voedsel, wordt de benodigde activering of fase-transitie (van vaste naar vloeibare toestand) typisch bekomen door het plaatsen van het serviesgoed bevattende fase-transitie-materiaal, typisch met een smeltpunt in het temperatuurbereik van 50 tot 80 °C, in een omgeving met een temperatuur hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal. Zo is bijvoorbeeld een warmtekast op een temperatuur van 90 °C of een oven ingesteld op een temperatuur van 120 °C normaliter geschikt voor het smelten van een fase-transitie-materiaal met een smeltpunt van 70 °C.

De vereiste tijd voor de fase-transitie is, afhankelijk van de latente energie van het fase-transitie- materiaal en de hoeveelheid aan fase-transitie-materiaal, evenwel relatief lang. Voor een fase- transitie-materiaal met een smeltpunt van 75 °C kan bijvoorbeeld bij een omgevingstemperatuur van ongeveer 90 °C (als in een reguliere warmtekast) 90 min en langer nodig zijn om de fase- transitie te voltrekken. Deze lange tijd benodigd voor het activeren van een dergelijk fase-transitie- materiaal bevattend serviesgoed is een inherent nadeel voor toepassing bij zowel particuliere als professionele gebruikers.

Er zijn ook fase-transitie-materialen gekend die via microgolf-instraling activeerbaar zijn, bijvoorbeeld gebaseerd op natrium acetaat trihydraat, met een smeltpunt van 58 °C, of bijvoorbeeld samengestelde materialen gebaseerd op een materiaal-mengsel gebaseerd op een combinatie van een fase-transitie-materiaal en geëxpandeerd grafiet, als bijvoorbeeld in US9765201B2. De voornoemde gekende microgolf-activeerbare fase-transitie-materialen hebben evenwel elk specifieke nadelen, bijvoorbeeld niet adequate smeltpunten of een moeilijke werkwijze om te produceren, of een risico op elektrische ontladingen met potentieel brandrisico bij gebruik.

Een bijkomende problematiek die zich stelt bij het (voor)verwarmen van serviesgoed in een microgolfoven is dat de randen van borden, schotels en kommen te warm of te heet kunnen worden om met de hand zonder beschermingsmateriaal, als bijvoorbeeld een ovenwant, hanteerbaar te zijn terwijl het centrale gedeelte van het serviesgoed (waarop of waarin het voedsel wordt geplaatst) nog onvoldoende warm is om het op dat gedeelte van het serviesgoed te plaatsen voedsel warm te houden.

Samenvatting van de uitvinding

Hetgeen ontbreekt in de stand der techniek, is serviesgoed, dat fase-transitie-materiaal bevat met een smeltpunt geschikt voor het warm houden van voedsel, dat snel (in enkele minuten) kan worden geactiveerd (dit zijnde de fase-transitie van vaste naar vloeibare toestand) door middel van microgolfinstraling, waarbij het centrale gedeelte van het serviesgoed (oppervlak voor het serveren van het voedsel en caviteit onder dat oppervlak waar het microgolf-activeerbare fase-transitie- materiaal is gepositioneerd) onder invloed van microgolfinstraling voldoende snel opwarmt (terwijl het fase-transitie-materiaal smelt) en het randgedeelte van het serviesgoed (dat door de gebruiker gehanteerd dient te worden) voldoende koel blijft en bijgevolg hanteerbaar zonder nood aan beschermingsmateriaal.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te bieden voor ten minste enkele van bovenvermelde problemen en beperkingen.

In cen eerste aspect betreft de uitvinding serviesgoed bevattende microgolf-activeerbaar fase- transitie-materiaal, dit volgens conclusies 1 tot 7. In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het gebruiken van serviesgoed bevattende microgolf-activeerbaar fase-transitie- materiaal, dit volgens conclusies 8 tot 14. In een derde aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het produceren van serviesgoed bevattende microgolf-activeerbaar fase-transitie-materiaal, dit volgens conclusies 15 tot 23.

Korte figuurbeschrijving

Bovenstaande, onderstaande en andere voordelige eigenschappen en doelen van de uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zal beter begrepen worden aan de hand van de volgende gedetailleerde beschrijving wanneer deze wordt gelezen in combinatie met de tekeningen, tabellen en grafiek in bijlage, waarin:

Figuur 1 een voorbeelduitvoeringsvorm toont van onderdelen van een serviesgoed bevattende fase- transitie-materiaal vervat in een holle ruimte of caviteit gevormd door het serviesgoed volgens de uitvinding;

Figuur 2 een serviesgoed toont dat is samengesteld uit de onderdelen zoals getoond in figuur 1;

Figuur 3 een tabel toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 2;

Figuur 4 een tabel toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 3;

Figuur 5 een tabel toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 4;

Figuur 6 een tabel toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 5;

Figuur 7 een grafiek toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 6; en

Figuur 8 een tabel toont met meetresultaten met betrekking tot voorbeeld 7.

Gedetailleerde uitvoeringsvormen

De uitvinding betreft een nieuw serviesgoed 100 bevattende fase-transitie-materiaal 120 vervat in een holle ruimte of caviteit van het serviesgoed 100. Zoals getoond in figuren 1 en 2 wordt bij voorkeur de holle ruimte of caviteit gevormd door een bovendeel 110 en onderdeel 130 die aan elkaar worden bevestigd of op elkaar geassembleerd worden. Het serviesgoed 100 is geschikt voor het warmhouden van voedsel en/of drank, waarbij het fase-transitie-materiaal 120 kan geactiveerd worden door middel van microgolfinstraling zoals in een reguliere microgolfoven. Op voordelige wijze wordt het fase-transitie-materiaal gepositioneerd onder het serviesgoed-oppervlak waarop het warm te houden voedsel wordt geplaatst. Na de activering door microgolfstraling, die de fase- transitie van vaste naar vloeibare toestand van het fase-transitie-materiaal teweegbrengt, blijft het randgedeelte 111 van het serviesgoed, dat gebruikt wordt om manueel het serviesgoed 100 uit de microgolfoven te nemen, koeler dan het centrale gedeelte 112 waarop het voedsel kan worden geplaatst en voldoende koel om te kunnen hanteren, bij voorkeur zonder gebruik te dienen maken van beschermingsmateriaal zoals ovenwanten.

De uitvinding betreft ook een nieuw fase-transitie-materiaal-mengsel, zijnde een mengsel bestaande uit een organisch fase-transitie-materiaal, bij voorkeur een organisch zuur, een organisch alcohol, of een organisch ester, als bv. behenyl behenaat, of een combinatie van dergelijke fase- transitie-materialen, en een organische microgolf-susceptor of een combinatie van dergelijke organische microgolfsusceptoren, bij voorkeur een glycol, als bv. monopropyleen-glycol en/of dipropyleen-glycol, die een quasi homogeen of zelfs homogeen mengsel vormt of vormen, dit zowel in vloeibare als in vaste fase, ook na opéénvolgende cycli van smelten en stollen, dit dan na initieel mengen in vloeibare toestand om tot het mengsel te komen, dit tot een gehalte aan microgolf-susceptor(en) in het mengsel van fase-transitie-materiaal (of -materialen) en microgolf- susceptor(en) van bij voorkeur tussen 2,5 en 25 % op massabasis, meer bij voorkeur tussen 5 en 15 % op massabasis, nog meer bij voorkeur tussen 7,5 en 12,5 % op massabasis.

Dergelijk fase-transitie-materiaal-mengsel kan worden bereid door al roerend te mengen bij een (proces)temperatuur boven het smeltpunt van de te mengen materialen, bij voorkeur een (proces)temperatuur 20 tot 40 °C hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal.

Het organische fase-transitie-materiaal heeft bij voorkeur een smeltpunt in het bereik van 30 tot 120 °C, meer bij voorkeur van 50 tot 90 °C, en nog meer bij voorkeur van 65 tot 80 °C.

Het organische fase-transitie-materiaal heeft bij voorkeur een kookpunt en vlampunt hoger dan 150 °C, en meer bij voorkeur hoger dan 200 °C, en nog meer bij voorkeur hoger dan 250 °C.

De organische microgolf-susceptor heeft bij voorkeur een kookpunt en vlampunt dat minstens 25 °C hoger is dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal, meer bij voorkeur minstens 35 °C hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal, nog meer bij voorkeur minstens 45 °C hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal.

Na het mengen kan het gesmolten fase-transitie-materiaal-mengsel gegoten worden in een houder, in welke het fase-transitie-materiaal-mengsel dan vervolgens kan stollen, zodat het fase-transitie- materiaal-mengsel in een specifieke gestolde vorm kan worden bekomen. De daartoe benodigde houder kan bestaan uit een recipiënt, maar kan ook gevormd worden door een ring, bv. uit metaal, bij voorkeur aluminium of een aluminium-houdende legering, die op een plaat, die gekoeld kan worden, bij voorkeur een koelbare metalen plaat uit roestvrijstaal of aluminium, wordt geplaatst.

De uitvinding betreft ook het verpakken van het vaste fase-transitie-materiaal-mengsel (bevattende één of meer organische fase-transitie-materialen en één of meer organische microgolfsusceptoren) in een specifieke vorm in een omhulsel, bv. een plastic omhulsel, opgebouwd uit twee individuele — (BO)PET folies, eventueel thermogestabiliseerd; zijnde een bovenfolie en een (diepgetrokken) onderfolie die aan elkaar gelast worden, bv. met behulp van thermisch lassen, of ook bv. door middel van ultrasoon lassen of laser lassen.

De uitvinding betreft ook, naast verpakking in voormelde folies, de plaatsing van het ontwikkelde fase-transitie-materiaal-mengsel in een andere harde verpakking, bv. in een holle ruimte of caviteit gevormd door harde materialen als plastic (bv. SPS of syndiotactisch polystyreen, of alternatief, (high-density) polypropylene), glas (bv. getemperd glas), steengoed, porselein, enz, om zodoende te komen tot een serviesgoed als bv. een dubbelwandige beker of dubbelwandig drinkglas. Bij voorkeur worden materialen gekenmerkt door een lage absorptie van microgolfstraling gebruikt als harde verpakking, in het bijzonder voor het deel van het serviesgoed dat geplaatst wordt op en contact maakt met bijvoorbeeld de tafel. 5

De uitvinding betreft ook de toevoeging van andere materialen aan het fase-transitie-materiaal- mengsel, om zodoende te komen tot een nieuw materiaal, dat zijn vaste vorm behoudt bij temperaturen hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal-mengsel, dit door bv. toevoeging van een polymeer-gebaseerde compositie of door inmenging van cen materiaal met een hoog smeltpunt, bv. een smeltpunt hoger dan 125 °C, bij voorkeur hoger dan 150 °C, meer bij voorkeur hoger dan 175 °C, nog meer bij voorkeur hoger dan 200 °C, daartoe bieden bv. op polyethyleen en polypropyleen gebaseerde wassen een mogelijkheid.

De uitvinding betreft ook het plaatsen van het met fase-transitie-materiaal-mengsel gevulde (plastic) omhulsel, met een totale hoeveelheid aan fase-transitie-materiaal-mengsel van 10 tot 2000 g, in een caviteit (van het serviesgoed) gevormd door een onder- en bovenbord of een onder- en bovenschotel (of een ander geheel of andere combinatie van onder- en bovendeel, of een ander geheel of andere combinatie van binnen- en buitendeel), dit eventueel via het optioneel verlijmen van de bovenfolie van het (plastic) omhulsel bevattende het fase-transitie-materiaal-mengsel op de onderzijde van het bovendeel, en het optioneel vervolgens via verlijmen en eventueel kitten assembleren van het bovendeel op het onderdeel van het bord- of schotelgeheel, dat kan bestaan uit plastic, porselein, glas, metaal of andere materialen, al dan niet met een variatie van een boven- en onderdeel verschillend in selectie van plastic, porselein, glas, metaal of andere materialen.

De uitvinding betreft ook het gebruik van het serviesgoed bevattende het verpakte fase-transitie- materiaal-mengsel in een microgolfoven, dit door het plaatsen van dit serviesgoed in een microgolfoven en het activeren bij 250 tot 1250 W gedurende 1 tot 12 min, bv. 600 - 1000 W gedurende bv. 3 min voor een enkel normaal (eet)bord met bv. 50 g van het fase-transitie- materiaal-mengsel aangebracht, bv. 600 — 1000 W gedurende bv. 5 min voor een grotere (serveer)schotel (met grotere hoeveelheid van het fase-transitie-materiaal-mengsel, bv. 100 of 150 g), of bv. 600 - 1000 W gedurende bv. 6 min voor een stapel van 6 eetborden (met bv. 6 x 50 g van het fase-transitie-materiaal-mengsel).

Tijdens deze periode van blootstelling aan microgolfinstraling smelt het fase-transitie-materiaal- mengsel, dit door het genereren van warmte door de aanwezigheid van de microgolf-susceptor, en wordt het centrale gedeelte van het serviesgoed ook opgewarmd, terwijl het randgedeelte minder snelt opwarmt en hanteerbaar blijft omwille van de lagere temperatuur dan het centrale gedeelte, bv. met 90 tot 95 % of meer gesmolten fase-transitie-materiaal-mengsel en met temperatuur grosso modo 80 à 100 °C van het centrale gedeelte (na bv. 3 - 4 min aan 800 W voor een eetbord bevattende bv. 50 g aan fase-transitie-materiaal-mengsel met een smeltpunt van bv. 70 - 75 °C), met dan voor het randgedeelte een temperatuur beneden 70 en zelfs beneden 60 °C.

Voor (eet)borden en (serveer)schotels zonder het aangebrachte fase-transitie-materiaal-mengsel warmde in de microgolfoven bij overeenkomstige omstandigheden van microgolf-activering het randgedeelte even snel en zelfs sneller op dan het centrale gedeelte, hetgeen een gekende problematiek is bij het opwarmen van borden in de microgolfoven, zijnde het te warme tot zelfs hete randgedeelte van eetborden en serveerschotels. Voor reguliere cetborden werden bv. na 4 min aan 800 W in de microgolfoven een temperatuur op het centrale gedeelte vastgesteld van lager dan 45 °C terwijl voor het randgedeelte een temperatuur boven 75 °C werd bepaald. Voor eetborden bestaande uit een regulier bovenbord met eronder een onderbord gemonteerd, werd bv. na 4 min aan 800 W in de microgolfoven voor het centrale gedeelte een temperatuur gemeten lager dan 60 °C terwijl voor het randgedeelte een temperatuur van 70 °C werd geobserveerd.

Deze vaststelling dat onder een zelfde omstandigheid van blootstelling aan microgolf-instraling, de temperatuur van het randgedeelte van een regulier bord veel hoger was dan het randgedeelte van een vergelijkbaar bord bevattende microgolf-activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel, was niet overeenkomstig met de verwachting dat door de aanwezigheid van het microgolf-activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel het geheel van het bord, dus naast het centrale gedeelte ook het randgedeelte, versneld zou opwarmen in vergelijking met een regulier bord niet bevattende het microgolf-activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel. Het is opmerkelijk dat de bereikte temperatuur van het randgedeelte wezenlijk lager is voor een bord bevattende het microgolf- activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel, dan voor een regulier bord, dit na een zelfde blootstelling van vermogen en tijd aan microgolf-instraling.

Een zelfde problematiek van een te heet, niet zonder beschermingsmiddelen hanteerbaar, randgedeelte stelt zich in het geval dat (eet)borden en (serveer)schotels opgewarmd worden in een reguliere oven of een warmtekast (bv. 90 of 120 °C gedurende 30 tot 120 min), waarbij de verscheidene gedeelten van het serviesgoed vergelijkbaar opwarmen, met dus ook de vaststelling van te warme of zelfs hete randgedeelten. Bij de voormelde verblijftijden in voornoemde oven en warmtekast werden temperaturen voor centrale gedeelte en randgedeelte bepaald die de ingestelde temperatuur van deze oven en warmtekast benaderden, met vaststelling van vergelijkbare temperaturen voor centrale gedeelte en randgedeelte van de (eet)borden en (serveer)schotels.

De uitvinding betreft ook de toepassing van een thermisch geleidende en/of microgolf-susceptor- bevattende lijm, door gebruik te maken van een dergelijke lijm voor de verlijming van het verpakte fase-transitie-materiaal-mengsel op de onderzijde van het warm te houden oppervlak (van bv. eetbord of serveerschotel) kan de benodigde tijd voor het smelten van het verpakte fase-transitie- materiaal-mengsel onder microgolfstraling-blootstelling verminderd worden, met zelfs meer dan 30 en tot zelfs meer dan 60 seconden.

De uitvinding biedt het technisch effect dat door het aanbrengen van het (verpakte) fase-transitie- materiaal-mengsel in het serviesgoed in combinatie met de microgolfoven-activering (voor de fase- transitie van vaste naar vloeibare toestand) het mogelijk wordt om het (eet)bord of de (serveer)schotel te verwarmen en de fase-transitie-materiaal-functionaliteit te activeren, hetgeen het mogelijk maakt om het centrale gedeelte van het bord of de schotel gedurende bv. 30 tot zelfs meer dan 45 min boven een bepaalde temperatuur (bv. 50 °C) te houden en zodoende ook het op het centrale gedeelte geplaatste voedsel bij een temperatuur van bv. 50 °C te houden, dit terwijl initieel de rand van het bord voldoende koel is om hanteerbaar te zijn, bv. initieel lager dan 60 °C en zelfs lager dan 50 °C.

Door uitvoering van cyclische testen werd ook de duurzaamheid van het fase-transitie-materiaal- mengsel en het serviesgoed bevattende het verpakte fase-transitie-materiaal-mengsel aangetoond, hetgeen werd vastgesteld door de observatie van stabiele benodigde smelt-tijden in de microgolfoven en de vaststelling van stabiele warmhoud-tijden na het halen uit de microgolfoven en het plaatsen van het voedsel op het serviesgoed, dit werd bepaald door toepassing van temperatuur-sensoren en infrarood-thermometers, dit zowel op het serviesgoed zelf als in het voedsel geplaatst op het serviesgoed, als voor eetborden en serveerschotels, en in het serviesgoed, dit in het geval van soepkommen en koffietassen. Deze observatie van stabiele smelt-tijden en warmhoud-tijden toont de stabiliteit van de fase-transitie-materiaal-functionaliteit aan, en dus van de duurzaamheid van het fase-transitie-materiaal-mengsel na opéénvolgende fase-transitie-cycli, of dus consecutieve cycli van smelten en stollen van het fase-transitie-materiaal-mengsel.

De uitvinding betreft dus naast de toepassing op voormelde producten als eetborden en serveerschotels, ook de toepassing op producten als (soep)kommen, (koffie)tassen, (drink)bekers, enz.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven aan de hand van niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of beschouwd mogen worden om de omvang van de uitvinding te beperken.

Voor voordelen en technische effecten van elementen hieronder beschreven in de voorbeelden wordt verwezen naar de voordelen en technische effecten van overeenkomende elementen hierboven beschreven in de gedetailleerde beschrijving.

Voorbeeld 1

Het fase-transitie-materiaal, in dit voorbeeld zijnde niet functioneel microgolf-activeerbaar,

CrodaTherm 74, met smeltpunt 74 °C, wordt in een mengvat al roerend opgewarmd tot ongeveer 90 °C en gehouden op ongeveer 90 °C. Van zodra het fase-transitie-materiaal is gesmolten wordt de microgolf-susceptor, in dit geval dipropyleen-glycol, toegevoegd in een verhouding van 90 wt.% aan fase-transitie-materiaal en 10 wt.% aan microgolf-susceptor om zo een microgolf- activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel te bekomen.

Na voldoende mengtijd, bv. 30 min bij 90 °C, wordt het fase-transitie-materiaal-mengsel verpompt en gegoten in cirkelvormige aluminium ringen van 10 tot 180 g, met een diameter van 20 tot 300 mm, geplaatst op een koelbare plaat, in dit voorbeeld specifiek een aluminium ring met een diameter van 130 mm.

Het fase-transitie-materiaal-mengsel wordt in gesmolten toestand verpompt naar de ring, waarbij een massa van 60 g wordt gedoseerd in de aluminium ring. De aluminium ringen met het stollende fase-transitie-materiaal-mengsel worden gekoeld tot voldoende of gehele stolling wordt bekomen.

Met voldoende stolling wordt bedoeld dat het fase-transitie-materiaal-mengsel in dergelijke mate gestold is dat het op eenvoudige wijze kan worden verplaatst of gehanteerd.

Voorafgaand aan plaatsing van het schijfvormige fase-transitie-materiaal-mengsel in het serviesgoed wordt dit verpakt in plastic omhulsel op basis van (BO)PET folie zoals Hostaphan RHST.

Deze plastic verpakking bestaat uit twee lagen folie, waarvan de onderste folie met behulp van een vacuüm thermisch wordt voorgevormd om een uitsparing te maken met een diameter van 130 mm en een dikte van 5 mm, om zo ruimte te creëren voor het aan te brengen fase-transitie-materiaal- mengsel.

Het gestolde fase-transitie-materiaal-mengsel met specifieke vorm wordt dan in de gecreëerde ruimte geplaatst. De bovenste folie wordt dan vervolgens aangebracht, waarna de onderste en bovenste folie thermisch dubbel gelast worden aan elkaar, bij een temperatuur van 175 °C.

Tijdens het thermisch lassen wordt er tevens een vacuüm in de plastic verpakking bevattende het fase-transitie-materiaal-mengsel gecreëerd. De afwezigheid van lucht zorgt voor een beter contact tussen het fase-transitie-materiaal-mengsel en het warm te houden oppervlak waarop het voedsel wordt geplaatst waardoor een verbeterde thermische geleiding en warmteoverdracht mogelijk wordt.

Na het lassen wordt het verpakte fase-transitie-materiaal-mengsel machinaal uitgesneden uit de dubbele folie-rol. Zo wordt een plastic verpakking gevormd met een diameter die ongeveer 20 mm groter is dan de diameter van de schijf bestaande uit het fase-transitie-materiaal-mengsel die verpakt werd. Voor dit voorbeeld werd een fase-transitie-materiaal-mengsel bevattende plastic verpakking bestaande uit (BO)PET folie gebruikt met diameter 150 mm.

De volgende stappen van de methode voor produceren van het samengesteld bord 100 worden in onderstaande beschreven. In figuur 1 wordt het bovenbord 110, onderbord 130 alsook het plastic omhulsel of de plastic verpakking bevattende het fase-transitie-materiaal-mengsel 120 benodigd om tot het samengestelde bord 100 te komen geschetst. In figuur 2 wordt het samengesteld bord 100 getoond waarbij het omhulsel 120 met daarin het fase-transitie-materiaal-mengsel zich in een interne holte van het bord 100, tussen bovenbord 110 en onderbord 130 bevindt, en dus niet zichtbaar is. Verder is het randgedeelte 111 en het centrale gedeelte 112 van het bord 100 aangeduid.

De fase-transitie-materiaal-mengsel bevattende plastic verpakking 120 wordt geplaatst in een samengesteld bord 100, bv. met een buitendiameter van 27 cm. Dit bord bestaat uit een bovenbord 110 en een onderbord 130, beiden bij voorkeur uit porselein. Samen vormen deze een holte in het midden van het bord, waarin het plastic omhulsel of de plastic verpakking bevattende het fase- transitie-materiaal-mengsel 120 kan worden geplaatst.

De plastic verpakking bevattende het fase-transitie-materiaal-mengsel 120 wordt met bindmiddel, als bijvoorbeeld een silaangebaseerde lijm, bevestigd aan de onderkant van het bovenbord 110, om een zo goed mogelijk contact te hebben tussen het bovenbord 110 en de verpakking 120. In dit voorbeeld werd 7 g lijm, zoals Bostik Simson ISR 70-03, aangebracht in het midden van de verpakking 120. Deze werd hierna goed aangedrukt tegen het bovenbord 110, zodoende dat de lijm over een groot deel van het oppervlak van de bovenkant van de verpakking 120 wordt verspreid en een minimale hoeveelheid aan lucht wordt ingesloten tussen de verpakking 120 en de onderzijde van het bovenbord 110. Dit blijft dan bij voorkeur minstens 24 u uitharden.

Vervolgens wordt het onderbord 130 op het bovenbord 110, met de fase-transitie-materiaal- mengsel bevattende plastic verpakking 120 verlijmd op de onderzijde van het bovenbord 110, gelijmd, typisch met een silicone-gebaseerde lijm, zoals Dowsil 732. Na de tweede verlijming wordt opnieuw een uithardingstijd van bij voorkeur minstens 24 u toegepast.

Tot slot wordt de rand tussen het boven- en onderbord optioneel afgewerkt met een kit zoals

Momentive RTV 118, om waterinsijpeling en vervuiling in deze randzone te vermijden.

Zodoende wordt een samengesteld bord 100 bekomen zoals geschetst in figuur 2.

Om ongewenste warmteverliezen langs de onderzijde te vermijden is het optimaal dat er geen rechtstreeks contact is tussen de fase-transitie-materiaal-mengsel bevattende plastic verpakking 120 en het onderbord 130. Bij deze test was er voldoende afstand tussen het porseleinen onderbord 130 en de verpakking 120 om dit te vermijden.

Als rechtstreeks contact niet verhinderd kan worden omwille van een te kleine afstand, is het mogelijk om een dunne laag aan thermisch isolerend materiaal zoals neopreen aan te brengen om direct thermisch contact te vermijden.

Het samengestelde bord 100 is zoals hierboven vermeld een bord uit porselein, dat bestaat uit twee delen. Het bovenbord 110 heeft een totale diameter van 27 cm. Het centrale gedeelde 112 heeft een diameter van 15 cm en heeft een dikte van ongeveer 6 mm. De massa van het bovenbord 110 bedraagt ongeveer 660 g, en de massa van het onderbord 130 bedraagt ongeveer 200 g.

Voorbeeld 2

Is voorbeeld 2 wordt de initiële temperatuur, met name bij tijdstip 0 min, en het afkoelen van drie borden vergeleken. Met behulp van temperatuursensoren wordt deze vergelijking gemaakt voor zowel het centrale gedeelte 112 als het randgedeelte 111, en dit telkens na individuele blootstelling aan microgolf-instraling bij 840 W gedurende 4 min.

Het eerste bord is cen regulier porseleinen eetbord, aangeduid als bord type 1, het tweede bord is hetzelfde reguliere porseleinen eetbord met een aangebracht porseleinen bord als onderbord,

aangeduid als bord type 2, het derde bord bestaat uit het voornoemde eetbord en onderbord, met in de caviteit het verpakte fase-transitic-materiaal-mengsel, aangeduid als bord type 3.

De bepaalde temperaturen op opeenvolgende tijdstippen voor het centrale gedecite en het randgedeelte zijn vermeld in de tabel van figuur 3. De temperatuur van het randgedeelte werd enkel gemeten op tijdsup “0”.

Voor bord type 1 wordt na het uitnemen uit de microgolfoven cen temperatuur van 42 °C vastgesteld voor het centrale gedeclte, terwijl voor het randgedeelte ecn temperatuur van 78 °C wordt gemeten.

Voor bord type 2 wordt na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 56 °C bepaald voor het centrale gedeelte, en voor het randgedeelte een termperatuur van 70 °C.

Voor bord type 3 wordt na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur gemeten van 160 °C, en voor het randgedeelte wordt een temperatuur van 58 °C bepaald.

Voor bord type 1 wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 32 °C bepaald voor het centrale gedeelte, 27 °C na 20 min en 26 °C na 30 min.

Voor bord type 2 wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 45 °C vastgesteld voor het centrale gedeelte, 37 °C na 20 min en 32 °C na 30 min.

Voor bord type 3 wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 73 °C gemeten voor het centrale gedeelte, 62 °C na 20 min, 59 °C na 30 min, 57 °C na 40 min en 53 °C na 50 min.

Voorbeeld 3

In voorbeeld 3 wordt de initiële temperatuur en het afkoelen van éénzelfde bord vergeleken. Met behulp van tempcratuursensoren wordt deze vergelijking gemaakt voor zowel het centrale gedeclte 112 als het randgedeelte 111, en dit na 4 min in microgolfoven bij 840 W voor het microgolfoven- bord, en na 60 min in oven bij 120 °C voor het oven-bord.

Het bord (genaamd microgolfoven-bord en oven-bord respectievelijk voor toepassing microgolfoven en oven) bestaat uit het voornoemde cetbord 110 en onderbord 130, met in de caviteit het verpakte fase-transitie-matertaal-mengsel.

De bepaalde temperaturen worden vermeld 11 de tabel van figuur 4. De temperatuur van bet randgedeelte werd enkel gemeten op tijdsup “0”.

Voor het microgolfoven-bord wordt na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 100 °C vastgesteld voor het centrale gedeelte, terwijl voor het randgedeelte een temperatuur van 56 °C wordt gemeten.

Voor het oven-bord wordt na het uitnemen uit de oven een temperatuur van 96 °C gemeten voor het centrale gedeelte, en 72 °C voor het randgedeelte.

Voor het microgolfoven-bord wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 73 °C gemeten voor het centrale gedeelte, 62 °C na 20 min, 59 °C na 30 min, 57 °C na 40 min en 53 °C na 50 min.

Voor het over-bord wordt 10 min na het uitnemen uit de oven een temperatuur vastgesteld van 73 °C voor het centrale gedeelte, 61 °C na 20 min, 58 °C na 30 min, 56 °C na 40 min en 52 °C na 50 min.

Voorbeeld 4

In voorbeeld 4 wordt de initiële temperatuur en het afkoelen van cen stapel van vier borden bepaald. Met bchulp van temperatuursensoren wordt deze bepaling gedaan voor zowel het centrale gedeelte 112 als het randgedeelte 111, en dit na 7 min in microgolfoven bij 840 W.

De borden zijn van het bord type 3 zoals reeds beschreven in voorbeeld 2.

De bepaalde temperaturen worden vermeld in de tabel van figuur 5. De temperatuur van het randgedeelte werd enkel gemeten op tijdsup “0”.

Voor het bovenste bord wordt na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 82 °C vastgesteld voor het centrale gedeelte, terwijl voor het randgedeelte een temperatuur van 42 °C wordt gemeten.

Voor het onderste bord wordt na het uitnemen uit de microgolfoven cen temperatuur van 93 °C gemeten voor het centrale gedeelte, en 43 °C voor het randgedeclte.

Voor het bovenste bord wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur van 73 °C gemeten voor het centrale gedeelte, 58 °C na 20 min, 56 °C na 30 min, 53 °C na 40 min en 46 °C na 50 min.

Voor bet onderste bord wordt 10 min na het uitnemen uit de microgolfoven een temperatuur vastgesteld van 67 °C voor het centrale gedeelte, 64 °C na 20 min, 61 °C na 30 min, 56 °C na 40 min en 49 °C na 50 min.

Voorbeeld 5

In voorbeeld 5 wordt de initiële temperatuur en het afkoelen van een serveerschotel uit getemperd glas bepaald. Met behulp van temperatuursensoren wordt deze bepaling gemaakt voor zowel het centrale gedeelte als het randgedeelte, en dit na 6 min in microgolfoven bij 840 W.

In dit voorbeeld wordt een serveerschotel uit getemperd glas gebruikt, samengesteld uit een bovendeel, met diameter 35 cm, dikte 4 mm, massa 920 g, en een onderdeel, met diameter 33 cm, massa 850 g, met in de caviteit drie plastic verpakkingen bevattende elk 60 g van het fase-transitie- materiaal-mengsel.

De bepaalde temperaturen worden vermeld in de tabel van figuur 6. De temperatuur van het randgedeelte werd enkel gemeten op tijdstip “0”.

Na zes minuten activeren in de microgolfoven had het centrale gedeelte van de schaal een temperatuur van 75 °C, 64 °C na 10 min, 62 °C na 20 min, 60 °C na 30 min, 58 °C na 40 min, 54 °C na 50 min en 47 °C na 60 min. De initiële temperatuur van de rand was 59 °C.

Voorbeeld 6

In voorbeeld 6 wordt de initiële temperatuur en het afkoelen van cen bord van type 3 zoals beschreven in voorbeeld 2 bepaald, dit telkens na opéénvoigende individuele blootstellingen aan microgolf-instraling (840 W) gedurende 4 min, zoals weergegeven in de grafiek van figuur 7.

Er werd vastgesteld dat het afkoelen van het bord van type 3 bij het eerste gebruik vergelijkbaar is met het afkoelen na tiende, twintigste en dertigste gebruik, hetgeen indicatief is voor de stabiliteit van het microgolf-activeerbaar fase-transitie-materiaal-mengsel alsook het serviesgoed bevattende het verpakte fase-transitie-materiaal-mengsel als dusdanig.

Voorbeeld 7

In dit voorbeeld werd het afkoelen van een gerecht, meer specifiek 250 g bereide lasagne bepaald, die bereid werd volgens de bereidingswijze op de verpakking, zijnde 30 min bij 180 °C in een reguliere oven. Na de bereiding, werden porties van 250 g aan bereide lasagne geplaatst op een bord van type 2 en van type 3 zoals beschreven in voorbeeld 2.

De bepaalde temperaturen worden vermeld in de tabel van figuur 8. De temperatuur van het randgedeelte werd enkel gemeten op tijdstip “0”.

Voor het bord van type 2 koelt de lasagne af tot 60 °C na 15,2 min, terwijl dit voor het bord van type 3 het geval is na 21,6 min, zoals vermeld in Tabel 5.

Voor het meest belangrijke temperatuurinterval, zijnde het afkoelen van 60 °C tot 50 °C van de lasagne, werd een tijd van 9,5 min vastgesteld voor het bord van type 2, terwijl dit voor een bord van type 3 38,4 min duurde.

De totale tijd voor het afkoelen van de lasagne in het temperatuurbereik van 70 °C tot 50 °C, was voor het bord van type 2 17,0 min, terwijl dit 52,3 min was voor het bord van type 3.

De vakman begrijpt dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen en voorbeelden, en dat vele aanpassingen en varianten mogelijk zijn binnen het kader van de uitvinding, dat enkel bepaald wordt door de hiernavolgende conclusies.

Claims

Conclusies

1. Serviesgoed bevattende een fase-transitie-materiaal-mengsel, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel één of meerdere organische fase-transitie- materialen omvat, te selecteren uit groep van organische zuren, organische alcoholen en organische esters, en één of meerdere organische microgolfsusceptoren, te selecteren uit groep van glycolen, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel is vervat in een plastic verpakking, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel is gepositioneerd onder een centraal gedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om voedsel op te plaatsen, en niet onder een randgedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om vrij te zijn van voedsel en om het serviesgoed te hanteren, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel kan worden gesmolten door middel van microgolf-instraling en een 90 — 95 % fractie aan gesmolten fase-transitie-materiaal-mengsel kan worden bekomen na 2 tot 12 min bij 250 tot 1250 W in een microgolfoven, en waarbij een centraal gedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om voedsel op te plaatsen een initiële contacttemperatuur van meer dan 75 °C heeft na het uitnemen van het serviesgoed uit de microgolfoven en dit centrale gedeelte gedurende minstens 30 min in het temperatuurbereik van 70 tot 50 °C blijft, terwijl een randgedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om vrij te zijn van voedsel en om het serviesgoed te hanteren een initiële contacttemperatuur van minder dan 50 °C heeft na het uitnemen van het serviesgoed uit de microgolfoven.

2. Serviesgoed volgens conclusie 1, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een smeltpunt heeft in het bereik van 30 tot 120°C, bij voorkeur in het bereik van 50 tot 90 °C, meer bij voorkeur in het bereik van 65 tot 80°C.

3. Serviesgoed volgens conclusies 1 en 2, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een kookpunt en vlampunt heeft hoger dan 150 °C, bij voorkeur hoger dan 200 °C, meer bij voorkeur hoger dan 250°C.

4. Serviesgoed volgens conclusies 1 tot 3, met behenyl-behenaat als organisch fase- transitie-materiaal en dipropyleen-glycol als microgolf-susceptor.

5. Serviesgoed volgens conclusies 1 tot 4, met een gehalte aan microgolf-susceptor(en) in het fase-transitie-materiaal-mengsel van 2,5 % tot 25 % op massabasis en met een totale hoeveelheid aan fase-transitie-materiaal-mengsel van 10 g tot 500 g.

6. Serviesgoed volgens conclusies 1 tot 5, waarbij de plastic verpakking (BO)PET folie omvat.

7. Serviesgoed volgens conclusies 1 tot 6, waarbij het serviesgoed materiaal omvat geselecteerd uit groep van porselein, plastic, steengoed en (getemperd) glas.

8. Werkwijze voor gebruik van serviesgoed bevattende een fase-transitie-materiaal- mengsel, dat één of meerdere organische fase-transitie-materialen omvat, te selecteren uit groep van organische zuren, organische alcoholen en organische esters, en één of meerdere organische microgolfsusceptoren omvat, te selecteren uit groep van glycolen, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel is vervat in een plastic verpakking, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel wordt gepositioneerd onder een centraal gedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om voedsel op te plaatsen, en niet onder een randgedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om vrij te zijn van voedsel en om het serviesgoed te hanteren, waarbij het fase-transitie-materiaal-mengsel wordt gesmolten door middel van microgolf- instraling, en een 90 — 95 % fractie aan gesmolten fase-transitie-materiaal-mengsel wordt bekomen na 2 tot 12 min bij 750 tot 1250 W, en waarbij het centrale gedeelte van het serviesgoed waarop het voedsel wordt geplaatst een initiële contacttemperatuur van meer dan 75 °C heeft na het uitnemen van het serviesgoed uit de microgolfoven en dit centrale gedeelte gedurende minstens 30 min in het temperatuurbereik van 70 tot 50 °C blijft, terwijl het randgedeelte van het serviesgoed initieel een contacttemperatuur van minder dan 50 °C heeft na het uitnemen van het serviesgoed uit de microgolfoven.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een smeltpunt in het bereik van 60 tot 90 °C heeft.

10. Werkwijze volgens conclusies 8 en 9, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een kookpunt en vlampunt hoger dan 200 °C heeft.

11. Werkwijze volgens conclusies 8 tot 10, met behenyl-behenaat als organisch fase- transitie-materiaal en dipropyleen-glycol als microgolf-susceptor.

12. Werkwijze volgens conclusies 8 tot 11, met een gehalte aan microgolf-susceptor(en) in het mengsel van fase-transitie-materiaal (of -materialen) en microgolf-susceptor(en) van van 2,5 %

tot 25 % op massabasis en met een totale hoeveelheid aan fase-transitie-materiaal-mengsel van van 10 g tot 500 g.

13. Werkwijze volgens conclusies 8 tot 12, waarbij de plastic verpakking (BO)PET folie omvat.

14. Werkwijze volgens conclusies 8 tot 13, waarbij het serviesgoed materiaal omvat geselecteerd uit groep van porselein, plastic, steengoed en (getemperd) glas.

15. Werkwijze voor het produceren van serviesgoed bevattende een fase-transitie- materiaal-mengsel, met het kenmerk, dat de werkwijze de stappen omvat van: - smelten en mengen van één of meerdere organische fase-transitie-materialen, te selecteren uit groep van organische zuren, organische alcoholen en organische esters, en één of meerdere organische microgolfsusceptoren, te selecteren uit groep van glycolen, - stollen van het fase-transitie-materiaal-mengsel in een specifieke vorm, - aanbrengen van het gestolde fase-transitie-materiaal-mengsel in een plastic verpakking, - aanbrengen van het in de plastic verpakking aangebrachte fase-transitie-materiaal- mengsel onder een centraal gedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om voedsel op te plaatsen, en niet onder een randgedeelte van het serviesgoed dat bedoeld is om vrij te zijn van voedsel en om het serviesgoed te hanteren.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een smeltpunt in het bereik van 60 tot 90 °C heeft.

17. Werkwijze volgens conclusies 15 en 16, waarbij het smelten en mengen van één of meer organisch fase-transitie-materialen en één of meerdere organische microgolfsusceptoren gebeurt bij een temperatuur tot 40 °C hoger dan het smeltpunt van het fase-transitie-materiaal.

18. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 17, waarbij het organisch fase-transitie-materiaal een kookpunt en vlampunt hoger dan 200 °C heeft.

19. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 18, met behenyl-behenaat als organisch fase- transitie-materiaal en dipropyleen-glycol als microgolf-susceptor.

20. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 19, waarbij een gehalte aan microgolf- susceptor(en) in het fase-transitie-materiaal-mengsel van 2,5 % tot 25 % op massabasis is en waarbij een totale hoeveelheid aan fase-transitie-materiaal-mengsel van 10 g tot 500 g is.

21. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 20, waarbij de plastic verpakking (BO)PET folie omvat

22. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 21, waarbij het materiaal voor de plastic verpakking wordt gelast door middel van thermisch lassen.

23. Werkwijze volgens conclusies 15 tot 22, waarbij het materiaal van het serviesgoed geselecteerd wordt uit groep van porselein, plastic, steengoed en (getemperd) glas.