DE3853924T2

DE3853924T2 - Mikrowellenempfindlicher Film, mikrowellenempfindliches Laminat und Verfahren zur Herstellung dieses Laminates.

Info

Publication number: DE3853924T2
Application number: DE3853924T
Authority: DE
Inventors: David H Hollenberg; Leon Katz
Original assignee: James River Corp of Virginia
Current assignee: Graphic Packaging Corp
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2008-03-10
Also published as: JPS63276535A; DE3853924D1; EP0282015A3; AU606135B2; JPH062382B2; EP0282015A2; AU1288488A; CA1305533C; ES2072852T3; EP0282015B1

Description

Die Erfindung betrifft eine mikrowelleninteraktive Folie, die eine wärmestabile Kunststoffolie aufweist, die mit einer Schicht aus mikrowelleninteraktivem Material beschichtet ist, um die mikrowelleninteraktive Folie zu bilden, die einen desaktivierten Bereich oder solche Bereiche mit verminderter Fähigkeit zur Wärmeerzeugung aufgrund von Mikrowellenstrahlung und einen Heizbereich oder solche Heizbereiche hat, die eine unveränderte Fähigkeit zur Wärmeerzeugung aufgrund von Mikrowellenstrahlung haben, wobei die Bereiche in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines mikrowelleninteraktiven Schichtheizelements, das die mikrowellenaktive Folie aufweist, solche Heizelemente und einen Behälter, der solche Schichtheizelemente aufweist, zur Aufbewahrung und zum Mikrowellengaren - oder -backen von Nahrungsmitteln.
Eine Charakteristik des Mikrowellengarens oder -backens ist, daß die Außenseite von in einem Mikrowellenherd gegarten oder gebackenen Nahrungsmitteln wie etwa Brot keine braune oder knusprige Krume hat, wie sie vom Verbraucher gewünscht wird.
Ein Verfahren, das zum Bräunen oder Knusprigmachen der Außenseite von Gut beim Mikrowellengaren oder -backen entwickelt wurde, ist das Vorsehen eines verlustbehafteten oder mikrowelleninteraktiven Materials in Behältern, die Nahrungsmittel enthalten. Wenn das mikrowelleninteraktive Material Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, erzeugt es Wärme, die die Oberfläche des Guts bräunt oder knusprig macht.
Eine Folie mit einer mikrowellenaktiven Schicht, die auf eine Seite aufgebracht ist, ist eine mikrowelleninteraktive Folie. Mikrowelleninteraktive Folien, die zur Verwendung bei der Erfindung geeignet sind, sind im Handel erhältlich und dem Fachmann wohlbekannt.
Ein mikrowelleninteraktives Verbund- bzw. Schichtheizelement kann gebildet werden durch Verbinden einer interaktiven Folie mit einer Substratträgerstruktur, wobei bevorzugt die mikrowelleninteraktive Schicht zwischen der Folie und dem Substrat eingeschlosen ist. Das Schichtheizelement kann dann zu einer Form geschnitten werden, die der Gestalt eines bestimmten Nahrungsmittelprodukts oder der Größe einer bestimmten Packung angenähert ist.
Technisch gesehen können mikrowelleninteraktive Schichtheizelemente am zweckmäßigsten zu Vierecken zur Verwendung in Packungen zugeschnitten werden. Wenn das zu erwärmende Nahrungsmittelprodukt kreisförmig oder dreieckig ist oder eine andere Gestalt hat, die einem Viereck nicht entspricht, ist nicht der gesamte wärmeerzeugende Bereich des mikrowelleninteraktiven Schichtheizelements von dem Nahrungsmittelprodukt bedeckt. Die unbedeckte oder freiliegende Fläche des herkömmlichem mikrowelleninteraktiven Schichtheizelements kann übermäßige Hitze erzeugen, die das Gut oder den Behälter verbrennen und den Wirkungsgrad des mikrowelleninteraktiven Schichtheizelements herabsetzen kann.
Bei herkömmlichen mikrowelleninteraktiven Schichtheizelementen können die wärmeerzeugenden Bereiche einander Uberlappen, wenn eine Packung zusammengestellt wird, was in einer übermäßigen Wärmeerzeugung an den Überlappungsbereichen resultiert, die ebenfalls das Gut oder die Packung verbrennen kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Heizbereich des Schichtheizelements so zu definieren, daß eine Uberlappung von wärmeerzeugenden Bereichen in einer zusammengestellten Packung vermieden wird, und wärmeerzeugende Bereiche des Schichtheizelements in solchen Bereichen vorzusehen, die zum Erwärmen des Behälterinhalts am besten geeignet sind.
EP-A-0 205 304 zeigt mikrowelleninteraktive Laminate, bei denen ein Bereich der metallisierten polymeren Folie selektiv durch Ätzchemikalien entmetallisiert wird unter Entfernen des mikrowelleninteraktiven Materials, während gleichzeitig diskrete metallisierte Bereiche von mikrowelleninteraktivem Material intakt belassen werden.
Gemäß der Erfindung wird eine mikrowelleninteraktive Folie vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die verringerte Fähigkeit des desaktivierten Bereichs oder solcher Bereiche zur Erzeugung von Wärme aufgrund von Mikrowellenstrahlung erzeugt wird durch chemische Reduzierung oder Beseitigung der mikrowelleninteraktiven Eigenschaften eines Bereichs oder von Bereichen einer mikrowelleninteraktiven Schicht mit einer inaktivierenden Chemikalie, ohne daß die inaktivierende Chemikalie oder das inaktivierte Material der mikrowelleninteraktiven Schicht entfernt wird, wobei die inaktivierende Chemikalie ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus wäßrigen Lösungen von Chelatbildnern, Zr&spplus;&sup4;-Salzen, Aminen und Hydroxyaminen, verdünnten Basen, verdünnten Säuren, wäßrigen Lösungen von Metallsalzen, und Gemischen daraus besteht, gefolgt von Trocknen.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist ein mikrowelleninteraktives Schichtheizelement, das folgendes aufweist:
(a) eine mikrowelleninteraktive Folie wie oben definiert, die einen Heizbereich und einen inaktivierten Bereich hat, wobei die Fähigkeit des inaktivierten Bereichs zur Erzeugung von Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie durch die inaktivierende Chemikalie herabgesetzt worden ist; und
(b) eine Substratschicht, die mit der mikrowelleninteraktiven Folie gebondet ist, um ein mikrowelleninteraktives Laminat zu bilden, wobei das mikrowelleninteraktive Material zwischen der Folienschicht und der Substratschicht liegt.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist ein Verfahren zum Bilden eines mikrowelleninteraktiven Schichtheizelements, das eine mikrowelleninteraktive Folie hat, die auf Mikrowellenstrahlung selektiv anspricht, zur Verwendung beim Mikrowellengaren oder -backen von Nahrungsmittelprodukten, die Bereiche haben, die Bräunen oder Erhitzen in unterschiedlichem Maß erfordern, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
(a) Aufbringen einer dünnen Schicht aus mikrowelleninteraktivem Material auf eine Seite einer wärmestabilen Kunstoffolie,
(b) Behandeln eines ausgewählten Bereichs der dünnen Schicht mit einer inaktivierenden Chemikalie in einer ausreichenden Menge, um den ausgewählten Bereich zu einem inaktivierten Bereich mit herabgesetzter Fähigkeit zur Erzeugung von Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie zu machen; und
(c) Bonden der entsprechend Schritt (b) behandelten mikrowelleninteraktiven Folie mit einer Substratschicht, um die dünne Schicht zwischen der wärmestabilen Folie und der Substratschicht anzuordnen.
Fig. 1 ist ein Schnitt entlang der Ebene 2-2 von Fig. 2 und zeigt ein mikrowelleninteraktives Laminat entsprechend der Erfindung, wobei Heizbereiche und inaktivierte Bereiche gezeigt sind.
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Ebene 1-1 von Fig. 1, der in der Vertikaldimension verzogen ist, um eine Einzelheit eines mikrowelleninteraktiven Laminats gemäß Fig. 1 entlang der Linie 1-1 zu zeigen.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die verwendet werden kann, um ein mikrowelleninteraktives Laminat gemäß der Erfindung herzustellen.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein mikrowelleninteraktives Laminat- bzw. Schichtheizelement 10, das einen aktiven Heizbereich 12 und einen inaktivierten Bereich 14 hat.
Ein ausgewählter Bereich eines mikrowelleninteraktiven Materials wird, einem inaktivierten Bereich 14 entsprechend, chemisch modifiziert, wie noch im einzelnen erläutert wird, wodurch seine Fähigkeit zur Erzeugung von Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie herabgesetzt oder beseitigt wird, ohne daß der unbehandelte Heizbereich 12 des mikrowelleninteraktiven Materials beeinträchtigt wird.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der nichtmodifizierte Heizbereich 12 kreisrund, um an die Gestalt eines kreisförmigen Nahrungsmittelprodukts wie etwa einer Pizza angenähert zu sein. Im Gebrauch bedeckt das Nahrungsmittelprodukt normalerweise den Heizbereich 12, wenn das Koch- oder Backgut in einen Behälter gelegt wird, der mit der mikrowelleninteraktiven Folie oder dem Laminat 10 versehen ist. Der Bereich der mikrowelleninteraktiven Schicht, der dem Heizbereich 12 entspricht, erzeugt Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie, und zwar bevorzugt eine ausreichende Menge, um die Oberfläche eines Guts, das in oder auf der Packung angeordnet ist, so zu erwärmen, daß es bräunt oder eine Kruste bekommt.
Die Lage des Heizbereichs in einer Packung oder einem Behälter kann auf jeder Oberfläche der Packung oder des Behälters sein, wo Wärme zum Bräunen oder Herstellen einer Kruste des Guts gewünscht wird. Der Heizbereich kann daher an der unteren Innenfläche, an der oberen Innenfläche, an den vertikalen Innenflächen oder der oberen Außenfläche eines Behälters sein je nachdem, wo die Wärme zum Bräunen oder zur Krustenbildung des Guts gewünscht wird und welche Art von Behälter verwendet wird.
Fig. 2 zeigt die Schichten, die das mikrowelleninteraktive Schichtheizelement 10 bilden. Es versteht sich, daß die in Fig. 2 gezeigten Dimensionen der Schichten zum Zweck der Veranschaulichung übertrieben und nicht unbedingt in den jeweils richtigen Proportionen dargestellt sind.
Gemäß Fig. 2 ist die Folie ein für Wärme unempfindliches und wärmestabiles Material. Unmittelbar benachbart der Folie 22 befindet sich eine mikrowelleninteraktive Schicht 24, die eine dünne Schicht eines Materials ist, das fähig ist, aufgrund von Mikrowellenenergie Wärme zu erzeugen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist ein ausgewählter Bereich der mikrowelleninteraktiven Schicht chemisch behandelt worden, um einen inaktivierten Bereich 14 zu bilden. Durch die Umwandlung des ausgewählten Bereichs 14 in einen inaktivierten Bereich 14 mittels chemischer Behandlung gemäß der Erfindung können Gestalt und Heizeigenschaften des Heizbereichs 12 präzise eingestellt werden. Die mikrowelleninteraktive Schicht 24 ist gewöhnlich durch Bedampfen im Vakuum auf eine Seite der Folie 22 mit bekannten Mitteln aufgebracht, um eine mikrowelleninteraktive Folie 26 zu bilden, die aus der Folie 22 und der Schicht 24 besteht. Andere bekannte Verfahren zum Aufbringen einer mikrowelleninteraktiven Schicht 24 auf eine Folienschicht 22, beispielsweise durch Zerstäuben oder Bedrucken, können angewandt werden. Wie Fig. 2 zeigt, wird ein ausgewählter Bereich der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 durch Behandlung mit einer inaktivierenden Chemikalie inaktiviert, ohne daß die mikrowelleninteraktive Schicht 24 entfernt wird. Nach dem Behandlungsschritt wird die mikrowelleninteraktive Folie 26 mit einer Substratschicht 28 mittels eines geeigneten Klebstoffs gebondet. Die Substratschicht 28 gibt dem Laminat 10 die strukturelle Steifigkeit und eine unveränderliche Gestalt, die der Gestalt einer Packung angepaßt ist, in die das mikrowelleninteraktive Schichtheizelement 10 eingefügt wird.
Die Folie dient als Grundmaterial, auf das die mikrowelleninteraktive Schicht 24 aufgebracht wird, um die mikrowelleninteraktive Folie 26 zu bilden, die aus der Folie 22 und der Schicht 24 besteht. Die Folie 22 trennt außerdem ein auf der Oberseite des Schichtheizelements 10 liegendes Nahrungsmittelprodukt von der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 und der Substratschicht 28. Die Folie 22 muß bei hohen Temperaturen hinreichend stabil sein, wenn sie mit der Substratschicht 28 laminiert ist, so daß sie während des Betriebs des Mikrowellenherds bei Temperaturen, die zum Garen oder Backen des gewünschten Guts gewählt werden, nicht zersetzt wird. Geeignete Materialien zur Verwendung als eine Folienschicht umfassen - ohne eine Einschränkung darzustellen - Folien wie Polyester, Polyolefine, Nylon, Cellophan, Polysulfon, biaxial orientierten Polyester und andere relativ stabile Kunststoffe. Es wurde gefunden, daß biaxial orientierter Polyester ein bevorzugtes Material für die meisten Nahrungsmittelbehälter ist, und zwar wegen seiner Wärmestabilität und seiner glatten Oberfläche.
Die mikrowelleninteraktive Schicht 24 wird bevorzugt auf eine Seite der Folie 22 mit einer Technik des Bedampfens im Vakuum aufgebracht. Die Seite der Folie 22, auf die das mikrowelleninteraktive Material aufgebracht wird, ist dem Nahrungsmittelprodukt in einem Behälter abgewandt. Aufstäuben, Bedrucken oder andere Techniken, die dem Fachmann bekannt sind, können ebenfalls angewandt werden, um eine Schicht von verlustbehaftetem Material, das mit Mikrowellenenergie in Wechselwirkung tritt bzw. damit interaktiv ist, auf eine Seite der Schutzfolie 22 aufzubringen.
Jede geeignete verlustbehaftete Substanz, die in einem Mikrowellenherd Wärme erzeugt, kann als das mikrowelleninteraktive Material verwendet werden. Diese Materialien fallen hauptsächlich in vier Gruppen: Leiter, Halbleiter, ferromagnetische Materialien und dielektrische Materialien. Jedes dieser Materialien, die Mikrowellenstrahlung in Wärmeenergie umwandeln, kann bei der Erfindung verwendet werden. Bevorzugte mikrowelleninteraktive Materialien, die bei der Erfindung zur Bildung der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 brauchbar sind, sind diejenigen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: Aluminium, Eisen, Nickel, Kupfer, Silber, Kohlenstoff, rostfreier Stahl, Nichrom, Magnetit, Zink, Zinn, Wolfram und Titan. Diese Materialien können in Form von Pulver, Flocken oder feinen Teilchen verwendet werden. Die mikrowelleninteraktiven Materialien können entweder für sich oder in Kombinatin miteinander verwendet werden. Das am meisten bevorzugte Material für viele Anwendungszwecke der Erfindung ist Aluminiummetall.
Die mikrowelleninteraktive Schicht 24 ist sehr dünn. Wenn beispielsweise Aluminium das mikrrowelleninteraktive Material ist, ist es nahezu unmöglich, die genaue Dicke der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 mit heute bekannten Instrumenten mechanisch zu messen. Im allgemeinen wird die Dicke von im Vakuum aufgedampften Schichten aus elektrisch leitendem Material als die optische Dichte der leitenden Schicht selbst gemessen. Mikrowelleninteraktive Schichten, die beim Mikrowellenkochen und -backen verwendet werden, sind so dünn, daß nach ihrer Abscheidung auf transparenter Folie die mikrowelleninteraktive Folie, die aus der Folie 22 und der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 besteht, mit dem bloßen Auge zu sehen ist.
Eine Vielzahl von Chemikalien kann eingesetzt werden, um die Fähigkeit der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 zur Erzeugung von Wärme herabzusetzen oder zu beseitigen. Es wurde gefunden, daß wäßrige Lösungen von Chelatbildnern, Zr&spplus;&sup4;- Salze, Amine und Hydroxyamine, verdünnte Basen und verdünnte Säuren, wäßrige Lösungen von Metallsalzen und Gemische daraus brauchbar sind, um die mikrowelleninteraktiven Eigenschaften der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 zu verringern oder zu beseitigen. Beispiele für Chelatbildner sind Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) und Hydroxyethylendiamintriessigsäure (HOEDTA). Zr&spplus;&sup4;-Lösungen, die bei der Erfindung brauchbar sind, können Ammoniumzirkoniumcarbonat, Natriumzirkoniumlactat, Ammoniumzirconiumlactat und Zirconiumtartrat enthalten.
Beispiele von Aminen und Hydroxyaminen, die bei der Erfindung nützlich sind, sind aus der Gruppe ausgewählt, die aus Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Cholin und Salzen der Ethanolamine und von Cholin besteht. Bei der Erfindung einsetzbare Säuren umfassen Essig-, Ameisen-, Zitronen-, Weinstein-, Oxal-, Bernsteinsäure und andere organische Säuren sowie verdünnte mineralische Säuren, beispielsweise Salzsäure, Flußsäure und Gemische daraus. Beispiele von verdünnten Basen, die bei der Erfindung nützlich sind, umfassen Kalium-, Natrium-, Lithiumhydroxid, Natrium- und Kaliumcarbonate sowie Natrium- und Kaliumphosphate. Lösungen von Salzen wie Eisen(III)-chlorid, Natriumcitrat, Natriumtartrat, Eisen(III)-sulfat, Eisen(II)-chlorid, Ammoniumeisen(II)-sulfat, Ammoniumfluorid, Natriumfluorid, Zinkchlorid, Zinkoxid und Zinkfluorid sind Beispiele für Salzlösungen, die bei der Erfindung einsetzbar sind.
Im allgemeinen ist Natriumhydroxid das bevorzugte Material, das zum Behandeln der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 gemäß der Erfindung eingesetzt wird, und zwar insbesondere, wenn Aluminiummetall das mikrowelleninteraktive Material ist, das die mikrowelleninteraktive Schicht 24 bildet. Der angewandte pH von Natriumhydroxidlösungen zur Inaktivierung von Bereichen der mikrowelleninteraktiven Schicht 24 liegt bevorzugt zwischen ca. 7,5 und ca. 13 und wird stärker bevorzugt in dem Bereich von ca. 8,5 bis ca. 11 gehalten. In einem technischen Prozeß befindet sich die Natriumhydroxidlösung, die zum Behandeln einer mikrowelleninteraktiven Aluminiumschicht eingesetzt wird, auf Raumtemperatur, obwohl die Temperatur auch höher oder niedriger als normale Raumtemperatur sein kann.
Es ist im allgemeinen auch vorteilhaft, Lösungen einer inaktivierenden Chemikalie, die zum Behandeln der mikrowelleninteraktiven Schicht eingesetzt werden, geringe Mengen Tensid zuzufügen, um die Benetzungseigenschaften der Chemikalie und die anschließende Reaktion der Chemikalie mit der mikrowelleninteraktiven Schicht zu verbessern. Beispiele von Tensiden, die eingesetzt werden können, umfassen CERFAK 1400 , hergestellt von E.F. Houghton, KATAMUL-1G , hergestellt von Scher Chemicals, Inc., IGEPAL-C063 , hergestellt von GAF Corporation, und TRITON X-100 , hergestellt von Röhm & Haas. Ein zum Einsatz mit Natriumhydroxid bevorzugtes Tensid ist TRITON X-100 .
Der Mechanismus, nach dem Chemikalien behandelte Bereiche der mikrowelleninteraktiven Schicht modifizieren, ohne die Schicht zu entfernen, ist nicht für jede mögliche Kombination aus Chemikalie und mikrowelleninteraktivem Material bekannt. Man glaubt jedoch, daß Aluminium durch eine Vielzahl von Chemikalien inaktiviert wird, die Aluminiummetall oxidieren. Es ist jedoch möglich, daß verschiedene Chemikalien die mikrowelleninteraktive Schicht durch verschiedene Mechanismen inaktivieren. Eine Koordinierung, Chelatbildung, Oxidation/Reduktion und/oder Bildung von Salzen des mikrowelleninteraktiven Materials kann zur Inaktivierung von Aluminium und anderen geeigneten verlustbehafteten Materialien beitragen oder sie bewirken.
Die Substratschicht 28 kann aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt sein, besteht aber bevorzugt aus einem Material niedriger Dichte mit einem relativ hohen elektrischen Isoliervermögen und eine Wärmestabilität, die ausreicht, um den Gar- oder Backtemperaturen in einem Mikrowellenherd standzuhalten. Geeignete Substratmaterialien umfassen - sind aber nicht darauf beschränkt - Pappe, Papiere, Kunststoffe, Kunststoffolien, Keramik und viele verschiedene Verbundmaterialien wie etwa Faser/Polymer- Verbundmaterialien. Ein bevorzugtes Material zur Verwendung in Einmalpackungen für Fertignahrungsmitttel ist Pappe.
Ein in Fig. 3 veranschaulichtes Verfahren zum Herstellen von mikrowelleninteraktiven Laminaten gemäß der Erfindung kann durchgeführt werden, indem zuerst eine fortlaufende Rolle mikrowelleninteraktive Folie 26, bestehend aus Folie 22 und mikrowelleninteraktiver Schicht 24, bereitgestellt wird. Wie oben erläutert, kann die mikrowelleninteraktive Schicht 26 durch Aufbringen von mikrowelleninteraktivem Material als Schicht auf eine Seite der Folie gebildet sein.
An der Behandlungsstation 30 wird die mikrowelleninteraktive Schicht 24 (in Fig. 3 nicht gezeigt) der mikrowelleninteraktiven Folie 26 mit einer inaktivierenden Chemikalie 38 durch Einrichtungen behandelt, die durch Walzen 32, 34 und 36 veranschaulicht sind, die die inaktivierende Chemikalie 38 bevorzugt als wäßrige Lösung oder Dispersion auf einen ausgewählten Bereich oder solche Bereiche der mikrowelleninteraktiven Schicht aufbringen. Die inaktivierende Chemikalie 38 tritt mit dem mikrowelleninteraktiven Material des ausgewählten Bereichs in Wechselwirkung und wandelt den ausgewählten Bereich in einen inaktivierten Bereich (14 in Fig. 2) um. Die inaktivierende Chemikalie 38 vermindert die Fähigkeit des ausgewählten Bereichs der mikrowelleninteraktiven Schicht, Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie zu erzeugen.
Herkömmliche Drucktechniken, beispielsweise Rotationstiefdruck, Flexodruck und Lithographie, können angewandt werden, um den ausgewählten Bereich der mikrowelleninteraktiven Schicht mit der inaktivierenden Chemikalie 38 zu behandeln. Die angewandten Druckverfahren können mit Einrichtungen durchgeführt werden, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Für viele Anwendungszwecke der Erfindung wird Flexodruck vorgezogen.
Nachdem die inaktivierende Chemikalie 38 auf die mikrowelleninteraktive Schicht aufgedruckt wurde, wird die mikrowelleninteraktive Folie an der Trockenstation 40 mit einem herkömmlichen Trockner oder Trocknern wie etwa Heißluft-, IR-Heiztrocknern oder dampfbeheizten Walzen getrocknet. Die mikrowelleninteraktive Folie 26 wird nach dem Bedrucken mit Chemikalien 38 getrocknet, ohne daß die inaktivierende Chemikalie oder das inaktivierte Material der mikrowelleninteraktiven Schicht entfernt wird.
Nach dem Trocknen wird bevorzugt Klebstoff 51 auf die behandelte mikrowelleninteraktive Folie 26 an der Station 50 mit Einrichtungen aufgebracht, die durch Walzen 52, 54 veranschaulicht sind. Alternativ kann der Klebstoff 51 auf ein Substrat 56 anstatt auf die behandelte mikrowelleninteraktive Folie 26 oder zusätzlich dazu aufgebracht werden. Eine Vielzahl von Klebstoffen kann verwendet werden, um die mikrowelleninteraktive Folie mit dem Substrat zu bonden. Klebstoffe, die sich für die Erfindung brauchbar erwiesen haben, umfassen Acrylemulsionen auf Wasserbasis und Kasein- Neoprenemulsionen.
Nach dem Aufbringen von Klebstoff wird die behandelte mikrowelleninteraktive Folie 26 kontinuierlich mit dem Substrat 56 an der Station 60 gebondet, und zwar mit Einrichtungen, die durch Walzen 62, 64 und 66 veranschaulicht sind, um das mikrowelleninteraktive Laminat 10 der Erfindung zu bilden.
Nur ausgewählte Bereiche der mikrowelleninteraktiven Folie 26 werden durch die inaktivierende Chemikalie 38 inaktiviert, wobei ein geformter Heizbereich, beispielsweise der aktivierte Bereich 12 gebildet wird, der in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist.
Das Verfahren der Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel weiter verdeutlicht.

BEISPIEL

Bei diesem Beispiel wurde ein ausgewählter Bereich einer mikrowelleninteraktiven Aluminiumschicht einer mikrowelleninteraktiven Folie mit einer Lösung von Natriumhydroxid (NaOH) behandelt. Die Viskosität einer lN NaOH-Lösung wurde mit einer geringen Menge von neutralisiertem ACRYSOL -A5, einer Polyacrylsäurelösung von Röhm & Haas, eingestellt. Eine ausreichende Menge neutralisiertes ACRYSOL -A5 wurde zugegeben, um eine Viskosität von 20 s an einem Shell-Becher Nr. 2 zu ergeben. Nachdem die Viskosität der NaOH-Lösung eingestellt war, wurde ungefähr 0,08 g TRITONEX 100 Tensid pro Liter NaOH-Lösung zugefügt. Schließlich wurde Isopropylalkohol der NaOH-Lösung in einer Menge zugegeben, die äquivalent ca. 7 Gew.-% der NaOH- und Alkohollösung war. Eine Flexodruckpresse wurde dann verwendet, um die Natriumhydroxidlösung auf ausgewählte Bereiche der mikrowelleninteraktiven Aluminiumschicht zu drucken. Die auf die ausgewählten Bereiche der mikrowelleninteraktiven Aluminiumschicht gedruckte Menge an Natriumhydroxidlösung wurde von einer 200 quad-Transferwalze eingestellt. Die behandelte mikrowelleninteraktive Folie wurde dann erwärmt, indem das mikrowelleninteraktive Laminat mit der warmen Oberfläche einer zentralen Gravurtrommel einer Druckerpresse in Kontakt gebracht wurde. Ein Klebstoff wurde dann auf ein Pappsubstrat aufgebracht, und das mikrowelleninteraktive Folienmaterial wurde auf das Pappsubstrat kaschiert (gebondet). Das mikrowelleninteraktive Laminat, das auf die oben beschriebene Weise hergestellt war, erzeugte keine Wärme beim Aufbringen von Mikrowellenenergie in einem Mikrowellenherd und zeigte keine elektrische Leitfähigkeit.
Da die gemäß der Erfindung hergestellte mikrowelleninteraktive Schicht nur an dem Bereich oder den Bereichen Wärme erzeugt, die als der Heizbereich oder die Heizbereiche ausgewählt sind, braucht das mikrowelleninteraktive Schichtheizelement nicht auf die ungefähre Gestalt des Nahrungsmittelprodukts vor dem Vereinigen mit einer Packung zugeschnitten zu werden. Dadurch kann die Packungsproduktionszeit verkürzt werden. Außerdem kann die durch die Erfindung gegebene Kontrolle über die Gestalt des Heizbereichs genutzt werden, um Bereiche von wärmeerzeugendem mikrowelleninteraktivem Schichtheizelement vorzusehen, wo das für einen bestimmten Endgebrauch gewünscht wird. Außerdem kann eine Uberlappung zwischen wärmeerzeugenden mikrowelleninteraktiven Schichten, die beim Zusammenstellen einer Packung oder eines Behälters auftreten kann, vermieden werden durch die Inaktivierung ausgewählter Bereiche der mikrowelleninteraktiven Schicht, die beim Zusammenstellen der Packung oder des Behälters zur Überlappung gelangt.
Viele verschiedene verbesserte Packungen oder Behälter können mikrowelleninteraktive Schichtheizelemente enthalten, die gemäß der Erfindung hergestellt sind. Nach der Erfindung können beispielsweise Pizzapackungen oder Pizzaschalen mit einem mikrowelleninteraktiven Schichtheizelement versehen werden, bei dem sämtliche Bereiche der mikrowelleninteraktiven Schicht, die nicht von der Pizza bedeckt sind, inaktiviert sind. Dadurch wird die Wärme von der mikrowelleninteraktiven Schicht dort gebündelt, wo sie gebraucht wird, um die Pizzakruste zu bräunen und knusprig zu machen.
Ferner ist es manchmal erwünscht, gepreßte Schalen und Teller, die am Rand, an den Seiten oder an ausgewählten Bereichen des Bodens einer Schale oder eines Tellers nicht mikrowelleninteraktiv sind, aus Gründen der Gebrauchseigenschaften oder der Handhabung vorzusehen. Mit der Erfindung können gepreßte Schalen und Teller mit einem mikrowelleninteraktiven Schichtheizelement versehen werden, bei dem inaktivierte Bereiche der mikrowelleninteraktiven Schicht nur Bereichen entsprechen, an denen ein Heizen nicht gewünscht wird.
Außerdem können Streifen der mikrowelleninteraktiven Schicht inaktiviert werden, um eine Gitterstruktur von alternierenden aktivierten und inaktivierten Bereichen zu bilden. Diese Gitterstruktur verringert die Wärmemenge, die über den Gitterbereich insgesamt erzeugt wird.

Claims

1. Mikrowelleninteraktive Folie, die eine wärmestabile Kunststoffolie (22) aufweist, die mit einer Schicht aus mikrowelleninteraktivem Material (24) beschichtet ist, um die mikrowelleninteraktive Folie (26) zu bilden, die einen desaktivierten Bereich oder solche Bereiche (14) mit verminderter Fähigkeit zur Wärmeerzeugung aufgrund von Mikrowellenstrahlung und einen Heizbereich oder Heizbereiche (12) hat, die eine unveränderte Fähigkeit zur Wärmeerzeugung aufgrund von Mikrowellenstrahlung haben, wobei die Bereiche in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die herabgesetzte Fähigkeit des desaktivierten Bereichs oder der Bereiche (14) zur Wärmeerzeugung aufgrund von Mikrowellenstrahlung produziert wird durch chemische Verminderung oder Beseitigen der mikrowelleninteraktiven Eigenschaften eines Bereichs oder von Bereichen der mikrowelleninteraktiven Schicht (24) mit einer inaktivierenden Chemikalie, ohne die inaktivierende Chemikalie oder das inaktivierte Material der mikrowelleninteraktiven Schicht (24) zu entfernen, wobei die inaktivierende Chemikalie aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus wäßrigen Lösungen von Chelatbildnern, Zr&spplus;&sup4;-Salzen, Aminen und Hydroxyaminen, verdünnten Basen, verdünnten Säuren, wäßrigen Lösungen von Metallsalzen und Gemischen daraus besteht, gefolgt von Trocknen.

2. Mikrowelleninteraktive Folie nach Anspruch 1, wobei als inaktivierende Chemikalien die Chelatbildner aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure und Hydroxyethylendiamin triessigsäure besteht; die Zr&spplus;&sup4;-Salze aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Ammoniumzirconiumcarbonat, Natriumzirconiumlactat, Ammoniumzirconiumlactat und Zirconiumtartrat besteht; die Amine und Hydroxyamine aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Cholin und Salzen der Ethanolamine und von Cholin besteht; wobei die verdünnten Basen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid, Natrium- und Kaliumcarbonaten und Natriumund Kaliumphosphaten besteht; die verdünnten Säuren aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Essig-, Ameisen-, Salz-, Fluß-, Zitronen-, Weinstein-, Oxal- und Bernsteinsäure und den Salzen davon besteht; und die Metallsalze aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Eisen(III)-chlorid, Eisen(III)- sulfat, Eisen(II)-chlorid, Ammoniumeisen(II)-sulfat, Ammoniumfluorid, Natriumfluorid, Zinkchlorid, Zinkoxid und Zinkfluorid besteht.

3. Mikrowelleninteraktive Folie nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der desaktivierte Bereich oder die Bereiche (14) alternierend mit dem Heizbereich oder den Reizbereichen (12) in einer Gitterstruktur angeordnet sind.

4. Mikrowelleninteraktive Folie nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das mikrowelleninteraktive Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Nickel, Kupfer, Silber, Kohlenstoff, rostfreiem Stahl, Nichrom, Magnetit, Zink, Zinn, Wolfram, Titan und Aluminium besteht.

5. Mikrowelleninteraktives Laminat, das eine mikrowelleninteraktive Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei mikrowelleninteraktive Folie (26) auf einer Substratschicht (28) getragen ist und die Substratschicht (28) mit der Folie (26) gebondet ist, so daß die Schicht aus mikrowelleninteraktivem Material (24) zwischen der Folie (22) und der Substratschicht (28) liegt.

6. Mikrowelleninteraktives Laminat nach Anspruch 5, wobei die Substratschicht (28) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Pappe, Papieren und Faser/Polymer-Verbundstoffen besteht

7. Mikrowelleninteraktives Laminat nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Substratschicht mit der mikrowelleninteraktiven Folie durch einen Klebstoff gebunden ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Acrylemulsionen auf Wasserbasis und Kasein-Neoprenemulsionen besteht.

8. Mikrowelleninteraktives Laminat nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zum Einlegen in einen Behälter, der zur Aufbewahrung und zum Erhitzen eines darin enthaltenen Nahrungsmittelprodukts durch Mikrowellenenergie bestimmt ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines mikrowelleninteraktiven Laminatheizelements, das eine mikrowelleninteraktive Folie nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufweist, die auf Mikrowellenstrahlung selektiv anspricht, zur Verwendung beim Mikrowellenerhitzen von Nahrungsmittelprodukten, die Bereiche haben, die Bräunen oder unterschiedlich starke Erhitzung verlangen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

(a) Aufbringen einer dünnen Schicht von mikrowelleninteraktivem Material auf eine Seite einer wärmestabilen Kunststoffolie;

(b) Behandeln eines ausgewählten Bereichs der dünnen Schicht mit einer inaktivierenden Chemikalie in einer ausreichenden Menge, um den ausgewählten Bereich in einen inaktivierten Bereich mit verminderter Fähigkeit zur Erzeugung von Wärme aufgrund von Mikrowellenenergie umzuwandeln; und

(c) Binden der gemäß Schritt (b) behandelten mikrowelleninteraktiven Folie mit der Substratschicht, um die dünne Schicht zwischen der wärmestabilen Kunststoffolie und der Substratschicht anzuordnen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die mikrowelleninteraktive Folie mit der Substratschicht in einem kontinuierlichen Verfahren in Reihe mit dem Behandlungsschritt (b) gebunden wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die inaktivierende Chemikalie ein Tensid aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die inaktivierende Chemikalie auf die dünne Schicht durch ein Verfahren aufgedruckt wird, das aus Rotationstiefdruck-, Flexodruck- und Lithographie-Technik ausgewählt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die inaktivierende Chemikalie auf die dünne Schicht mit einer Flexodruck- Technik aufgedruckt wird.

14. Behälter zum Verpacken von diversen verschiedenen Nahrungsmitteln, Lagern dieser Nahrungsmittel und Erhitzen dieser Nahrungsmittel durch Mikrowellenenergie, wobei der Behälter mikrowelleninteraktive Schichtheizelemente, die mikrowelleninteraktive Folien haben, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wobei das Muster der desaktivierten und der Heizbereiche (14, 12) gewählt ist, um die optimale Temperatur zu erzeugen, die zum Bräunen oder Herstellen einer Kruste jedes Nahrungsmittels notwendig ist.