DE69026832T2

DE69026832T2 - Lebensmittelverpackung zur oberflächenbeheizung mit variabler mikrowellendurchlässigkeit

Info

Publication number: DE69026832T2
Application number: DE69026832T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Benson; Dan Fong
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2010-12-07
Also published as: AU6910091A; CA2031612C; ATE137468T1; EP0504264A1; CA2031612A1; WO1991009509A1; US4972058A; JPH04503733A; DE69026832D1; AU637863B2; EP0504264B1; EP0504264A4

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Verpackungsmaterial zum Erhitzen oder Kochen von Nahrungsmitteln durch Mikrowellenenergie. Sie betrifft insbesondere mikrowellenaktive Folien oder Verpackungsmaterialien, die einen Erhitzungsgrad herstellen, der so variiert werden kann, daß er den Notwendigkeiten beim Erhitzen einer Vielzahl von Nahrungsmitteln Speisen spricht.
Seit langem ist im Handel eine große Anzahl von vorverpackten oder gefrosteten Nahrungsmitteln erhältlich. Diese Nahrungsmittel können in herkömmlichen Gas- oder Elektroöfen oder in jüngster Zeit in Mikrowellenherden erhitzt werden. Eine geeignete Verpackung für aus mehreren Bestandteilen bestehenden Speisen zum Kochen mit Mikrowellen ist jedoch ein unerreichbares Ziel. Unterschiedliche Nahrungsmittel reagieren unterschiedlich auf Mikrowellenenergie, je nach ihren physikalischen und elektrischen Eigenschaften, ihrer Masse und Form und weiteren Parametern. Unterschiedliche Nahrungsmittel benötigen zum Erhitzen auch unterschiedliche Wärmemengen, damit sie eine geeignete, übliche Serviertemperatur erreichen. Ein Früchtegericht muß aufgetaut werden, braucht jedoch nur wenig oder gar nicht über die Zimmertemperatur erhitzt zu werden. Ein Hauptgegericht aus Fleisch sollte auf über 100ºC erhitzt werden. Gemüse sollte ebenfalls fast auf 100ºC erhitzt werden, jedoch sollte darauf geachtet werden, daß es nicht zu weich kocht oder austrocknet. Broterzeugnisse sollten eine heiße, knusprige Kruste und ein Inneres haben, das nicht überhitzt oder ausgetrocknet ist.
Es besteht ein langgehegter Bedarf nach einem für Mikrowellen geeigneten, praktischen Verpackungsmaterial, das sich leicht an die Notwendigkeiten einer Vielzahl von verschiedenen Speisen anpassen läßt. Es wurde viele Male versucht, dieses Ziel durch indirekte Mittel zu erreichen, indem zum Beispiel die Teile einer Speise abgeschirmt werden, oder durch selektive Trennung der Speisenteile voneinander in einer Packung. In dem USA-Patent 3,219,460 an Brown wird zum Beispiel offenbart, wie zwei oder mehrere gefrostete Teile einer Speise mit Hilfe einer elektrisch leitfähigen Schussel mit mehreren Abteilen erhitzt werden, wobei jedes Schusselabteil mit einer Abdeckung geschützt wird, die aus einem elektrisch leitfähigen Material mit mehreren Öffnungen besteht, durch die Hochfre-0quenzwellen geregelt zutreten können.
In dem USA-Patent 3,271,169 an Baker wird offenbart, wie der Abstand von Speisenteilen von einer darunterliegenden leitfähigen Schicht oder Bodenebene verändert wird. Es können dielektrische Abstandsschichten benutzt werden, die Speisenteile können in verschiedenen Höhen über einer leitfähigen Folie angeordnet werden, oder die leitfähige Folie kann sich in verschiedenen Abständen unter den verschiedenen Speisenteilen befinden.
In dem USA-Patent 3,302,632 an Fichtner wird offenbart, wie verschiedene Speisenteile gleichmäßig gekocht werden, indem ein Kochgerät vorgesehen wird, dessen Wände die Mikrowellendurchlässig keit zur Speise regulieren. Um die Mikrowellen zu dämpfen, werden Roste mit hoher Leitfähigkeit benutzt.
In dem USA-Patent 4,190,757 an Turpin wird eine Verpackung offenbart, die eine Abschirmung aus einer Metallfolie mit Löchern von ausgewählter Größe aufweist, durch die eine vorbestimmte, ge regelte Menge an direkter Mikrowellenenergie an das Nahrungsmittel geführt wird.
In dem USA-Patent 4,656,325 an Keefer wird eine Schale mit einem Deckel offenbart, der keine reflektierte Mikrowellenenergie übertragen soll. Der Deckel kann aus einem dielektrischen Substrat bestehen, in dem Metallpulver oder -flocken dispergiert sind, und kann eine Anordnung von Leitern enthalten, die eine Vielzahl voneinander beabstandeter, elektrisch leitfähiger Inseln aufweist.
In dem USA-Patent 3,547,661 an Stevenson wird ein Behälter zum Erhitzen verschiedener Speisenteile auf unterschiedliche Tempera turen gleichzeitig offenbart, der einen Deckel aus einem strahlungsreflektierenden Material aufweist, der Öffnungen in einander gegenüberliegenden, in dem Material ausgebildeten Wänden aufweist. Die Speisenteile werden in selektiv auf die Öffnungen ausgerichteter oder nicht ausgerichteter Weise angeordnet.
In der Europäischen Patentanmeldung 206 811 von Keefer wird ein Behälter zum Erhitzen von Material in einem Mikrowellenherd offenbart, bestehend aus einer Assiette aus Metallfolie mit zwei rechteckigen Öffnungen. Der Deckel des Behälters ist ein mikrowellendurchlässiges Material, an dem zwei Metallplatten angebracht sind, die deckungsgleich mit den Öffnungen sind.
Es wurden verschiedene Arten von Folien offenbart, die sich als Deckel oder Verpackungen beim Kochen mit Mikrowellen eignen. Zum Beispiel wird in dem USA-Patent 4,518,651 an Wolfe ein flexibles Verbundmaterial offenbart, das eine geregelte Absorption von Mikrowellenenergie zeigt, die auf dem Vorhandensein von dispersem Kohlenstoff in einer polymeren Matrix beruht, die an ein poröses Substrat gebunden ist. Die Schicht wird bei festgelegten Temperaturen, Drücken und Zeiten in das poröse Substrat gepreßt, was zu verbesserter Erhitzungswirkung führt.
In dem USA-Patent 4,735,513 an Watkins wird eine flexible Folienkonstruktion offenbart, die aus einer Basisfolie mit einer Verbindungsschicht zu Mikrowellen und einer faserigen, an diese gebundenen Trägerschicht besteht, wie zum Beispiel aus Papier, das an diese gebunden ist und für Maßstabilität sorgt und Verbiegung, Kräuselung, ein Schmelzen oder anderen Schaden beim Erhitzen mit Mikrowellen verhindert.
In der Europäischen Anmeldung 0 242 952 wird ein Verbundmaterial zur kontrollierten Erzeugung von Wärme durch Absorption von Mikrowellenenergie offenbart. Ein dialektrisches Substrat, z. B. Folie aus Polyethylenterephthalat, wird mit einem Metall in Flokkenform in einer thermoplastischen dielektrischen Matrix beschichtet. Vorzugsweise werden kreisförmige Flocken mit ebenen Flächen und glatten Rändern benutzt. Es werden Flocken aus Aluminium offenbart.
In dem USA-Patent 4,267,420 an Brastad wird eine Folie aus einem Kunststoff oder einem anderen dielektrischen Substrat offenbart, auf der sich ein sehr dünner Überzug befindet, der die Leitfähigkeit für Mikrowellen reguliert, wenn eine in diese Folie eingehüllte Packung in einen Mikrowellenherd gebracht wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Mit der vorliegenden wird ein ökonomisches, vielseitiges und leicht herzustellendes Verbundmaterial geschaffen, das sich zur selektiven Absorption und Abschirmung von Mikrowellenenergie eignet und dadurch Nahrungsmittel selektiv in einem Mikrowellenherd erhitzen kann. Insbesondere wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verbundmaterial zur Abschirmung und zur Erzeugung von Wärme beim Kochen von verpackten Nahrungsmitteln mittels Mikrowellenenergie geschaffen, umfassend:
(a) mindestens ein poröses dielektrisches Substrat, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenenergie ist;
(b) mindestens eine Schicht auf mindestens einem Bereich des Substrats, umfassend:
(i) eine thermoplastische dielektrische Matrix; und
(ii) Flocken eines mikrowellenempfindlichen, in der Matrix verteilten Materials, wobei die Flocken im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 10, eine im allgemeinen flache, plättchenartige Form mit einer Dicke von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikrometern, eine Querabmessung von etwa 1 bis etwa 50 Mikrometern und eine überwiegend gezackte Umfangsform aufweisen, wobei die Flocken in einer Konzentration vorhanden sind, die so groß ist, daß nahe daran befindliche Lebensmittel bei Einwirkung von Strahlung eines Mikrowellenherdes erhitzt werden;
wobei das Verbundmaterial eine verminderte Durchlässigkeit für Mikrowellen als Funktion eines vorher aufgebrachten Drucks aufweisen kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie geschaffen, umfassend:
(a) Bereitstellung von einem porösen dielektrischen Substrat, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenenergie ist;
(b) Aufbringen von einer Schicht einer thermoplastischen dielektrischen Matrix mit einer Dispersion von Flocken aus einem mikrowellenempfindlichen, darin verteilten Material auf das Substrat, wobei die Flocken im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 10, eine im allgemeinen flache, plättchenartige Form mit einer Dicke von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikrometern, eine Querabmessung von etwa 1 bis etwa 50 Mikrometern und eine überwiegend gezackte Umfangsform aufweisen, wobei die Flocken in einer Konzentration vorhanden sind, so so groß ist, daß nahe daran befindliche Lebensmittel bei Einwirkung von Strahlung eines Mikrowellenherdes erhitzt werden;
(c) Erhitzen der Schicht auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt der Matrix; und
(d) Pressen von mindestens einem Bereich der erhitzten Schicht gegen das Substrat bei einem Druck von mindestens etwa 0,3 MPa über mindestens etwa 0,03 Sekunden; und vorzugsweise
(e) Abkühlen bis unter den Erweichungspunkt, bevor der Druck weggenommen wird,
wodurch die Durchlässigkeit von Mikrowellenenergie durch den Bereich der auf diese Weise gepreßten Schicht danach verringert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 ist eine Mikroaufnahme von leitfähigen Flocken, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen.
Fig. 2 ist eine Mikroaufnahme von weiteren Flocken, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen.
Fig. 3 ist eine Mikroaufnahme von noch weiteren Flocken, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen.
Fig. 4 ist eine Mikroaufnahme von Flocken, die sich im allge meinen nicht für die vorliegende Erfindung eignen.
Fig. 5 ist eine Mikroaufnahme von weiteren Flocken, die sich im allgemeinen nicht für die vorliegende Erfindung eignen.
Fig. 6 und Fig. 7 sind schematische Darstellungen, die die Umrisse von Flocken zeigen, die sich für die vorliegende Erfindung eignen.
Fig 8 und Fig. 9 sind schematische Darstellungen, die zum Vergleich glatte Kurven zeigen, die die plättchenartigen Formen der Flocken von Fig. 6 und Fig. 7 begrenzen.
Fig. 10 zeigt eine Nahrungsmittelpackung gemäß der vorliegen den Erfindung in Form eines Beutels, der aus dem Verbundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung besteht aus einem porösen Substrat, das mit mikrowellenempfindlichen Material beschichtet ist, wie später beschrieben wird. Das poröse Substrat ist ein dielektrisches Material, das im wesentlichen mikrowellenstrahlungsdurchlässig ist und ausreichende Wärmebeständigkeit zur Verwendung in einem Mikrowellenherd besitzt. Das poröse Substrat ist ein Folien- oder Vliesmaterial, gewöhnlich aus Papier oder Pappe. Ist das Substrat aus Papier oder Pappe, darf die Seite, die die später zu beschreibende mikrowellenaktive Überzugsschicht aufnimmt, nicht in anderer Weise beschichtet sein, und wenn sie beschichtet ist, muß die Schicht dennoch porös sein. Eine akzeptable Schicht auf Papier ist gewöhnlich aus Ton oder Leim oder einer dekorativen Farbe oder einem Lack, die die Porosität des Substrats verringern können, diese jedoch nicht gänzlich beseitigen können. Es können weitere poröse dielektrische Materialien als Substrate verwendet werden, solange sie eine ausreichende Steifheit und eine hinreichende Wärme- und Maßstabilität bei Temperaturen bis zu 250 ºC oder mehr aufrechterhalten, wie sie in einem Mkrowellenherd auftreten. Neben Papier und Pappe können auch effektiv Papiertücher und Stoff verwendet werden.
Das poröse dielektrische Substrat ist mit Metallflocken beschichtet, die sich in einem thermoplastischen Matrixpolymer befinden. Das Matrixpolymer kann eines aus einer Vielzahl von polymeren Materialien sein, wie zum Beispiel aus Polyestern, Copolvmeren von Polyester, Copolymeren von Ethylen, Polyvinylalkohol, Polyamid und dergleichen. Copolymere von Polyester werden bevorzugt. Besonders bevorzugte Copolymere von Polyester sind unter anderem die aus Ethylenglycol, Terephthalsäure und Azelainsäure hergestellten; Copolymere von Ethylenglycol, Terephthalsäure und Isophthalsäure und Gemische aus diesen Copolymeren. Vorzugsweise ist die Matrix aus einem Copolymer, das durch Kondensation von Ethylenglycol mit Terephthalsäure und Azelainsäure hergestellt wird, wobei die Säuren in einem Molverhältnis von etwa 50 : 50 bis etwa 55 : 45 vorhanden sind.
Die für diese Erfindung geeigneten Metallflocken können aus jedem elementarem Metall oder jeder Legierung hergestellt werden, das (die) nicht besonders toxisch oder anderweitig ungeeignet in Verbindung mit dem gewünschten Verpackungszweck ist. Beispiele für geeignete Metalle sind unter anderem Aluminium, Nickel, Antimon, Kupfer, Molybdän, Eisen, Chrom, Zinn, Zink, Silber, Gold und verschiedene Legierungen aus diesen Metallen, z. B. rostfreier Stahl, wobei Aluminium das bevorzugte Metall ist. Die Flocken sollten eine spezielle Größe und Geometrie aufweisen, damit die Vorteile der vorliegenden Erfindung voll zur Wirkung kommen. Die Flocken sind im allgemeinen flach und plättchenartig und sollten im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 10, vorzugsweise von mindestens etwa 40, eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Mikrometern, und einen Durchmesser oder eine Querabmessung von etwa 1 bis etwa 50 Mikrometern, vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 30 Mikrometern aufweisen.
Schließlich sollten die Flocken eine überwiegend gezackte Umfangsform aufweisen. Geeignete Flocken sind in den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt. Dagegen veranschaulichen die Figuren 4 und 5 Flocken, die im allgemeinen ungeeignet für die vorliegende Erfindung sind. (Jede der Mikroaufnahmen zeigt Metallflocken aus Aluminium in einer etwa 3000-fachen Vergrößerung, die durch Rasterelektronenmikroskopie hergestellt wurde.
Es wurde zwar keine befriedigende theoretische Erklärung für die unterschiedlichen Eigenschaften der akzeptablen im Gegensatz zu den unakzeptablen Flocken erarbeitet, jedoch treten akzeptable Eigenschaften erfahrungsgemäß bei einer Flockenform auf, die überwiegend gezackte oder gewinkelte Ränder aufweist und keine überwiegend glatte oder gerundete Ränder. Die gewinkelte Umfangsform kann beschrieben werden als eine, die aus einer Vielzahl von im wesentlichen geraden Linien entsteht, die sich an Stellen kreuzen, wo sie Winkel von im wesentlichen weniger als 180º bilden. Die entstehende geometrische Figur weist eine Umfangsform auf, die größer ist als die einer glatten Kurve, die die gleiche plättchenartige Form ergibt. Zum Beispiel stellt Figur 8 eine glatte Kurve dar, die die Form der in Figur 6 dargestellten Flocke begrenzt. Ebenso entspricht die Figur 9 der Figur 7. Es ist eindeutig, daß die gewinkelte oder gezackte Umfangsform eine größere Länge aufweist als die glatte, gekrümmte Umfangsform.
Es wird eingeräumt, daß die scheinbare Glattheit oder Winkeligkeit der Konturen einer Flocke in bestimmtem Maße von der Vergrößerung abhängt, die zum Betrachten der Flocke vorgenommen wird.
Dadurch könnten die Flocken von Figur 4, wenn sie stärker vergrößert würden, gezackte oder unregelmäßige Formen aufweisen. Ebenso könnten die Flocken von Figur 1, wenn sie stärker vergrößert würden, an den anscheinend gewinkelten Stellen kleiner ausfallende gerundete oder glatte Formen zeigen. Jedoch würden irgendwelche gezackten Formen an den Flocken der Figuren 3 oder 4 nur in einer Größe erscheinen, die vergleichbar ist mit der oder kleiner ist als die Dicke der Flocken. Die gezackten Formen der gewünschten Flocken (d.h. die Längen der begrenzenden Liniensegmente) sind jedoch im allgemeinen von einer Größe und einem Ausmaß, die (das) größer ist als die Dicke der Flocke selbst, so daß die Flocke ein gezacktes Aussehen aufweist. Natürlich ist es auch möglich, daß ein bestimmter Anteil von überwiegend glatten Flocken einige gezackte Formen haben kann, zum Beispiel auf Grund von Brüchen bei ihrer Handhabung. Das ist mit dem Begriff "übewiegend gezackt" nicht gemeint.
Eher ist die überwiegend gezackte Gestalt der Masse der Flocken charakteristisch für die vorliegende Erfindung.
Ein Beispiel für geeignete Flocken ist "Reynolds LSB-548", zu beziehen von der Reynolds Aluminum Company in Louisville, KY. Es wird angenommen, daß diese Flocken mit einem Verfahren hergestellt werden, bei dem umfassend zerkleinert wird, was vielleicht zum Zerbrechen der Flocken führt. Dagegen wird angenommen, daß die stärker gerundeten Flocken von Figur 3 mit einem weniger intensiven Walzoder Zerkleinerungsverfahren hergestellt werden. Andere dünnere, gezackte Flocken werden, wie angenommen wird, durch Vakuumaufdampfung auf ein Substrat und anschließendes Ablösen hergestellt, wobei sie anschließend reißen oder brechen können.
Die Konzentration der Flocken in der fertigen Matrix sollte so hoch sein, daß ein meßbares Maß für eine Wechselwirkung mit einfallender Mikrowellenenergie oder für eine Abschirmung derselben entsteht. Vorzugsweise ist die Konzentration so hoch, daß eine nutzbare Wärmemenge erzeugt wird, wenn Mikrowellenenergie auf sie einwirkt. Eine besonders geeignete Wärmemenge ist diejenige, die zu einem solchen Erhitzen notwendig ist, daß die Temperatur der Folie auf mindestens etwa 150 ºC, mehr bevorzugt auf etwa 190 ºC, erhöht wird, und daß ein ausreichender Wärmestrom entsteht, der benebeneinander befindliche Speisenbestandteile bräunt oder knusprig macht. Zum Beispiel kann die Schicht etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% Flocken in etwa 95 bis etwa 20 Gew.-% des thermoplastischen Matrixpolymers umfassen. Vorzugsweise beträgt der relative Anteil des Flockenmaterials etwa 25 bis etwa 80 Gew.-% und am meisten bevorzugt etwa 30 bis etwa 60 Gew.-%. Eine Gesamtbeschichtungsdicke von etwa 10 bis etwa 250 Mikrometern eignet sich zu vielen Zwecken. Das Flächengewicht einer solchen Schicht auf dem Substrat beträgt etwa 2,5 bis etwa 100 g/m², vorzugsweise etwa 5 bis etwa 85 g/m², was einer Oberflächenkonzentration der Metallflocken von etwa 1 bis et wa 50 g/m², vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 25 g/m² entspricht.
Die Folien gemäß der vorliegenden Erfindung werden hergestellt, indem ein Gemisch der Metallflocken in einer Schmelze, einer Lösung oder einer Aufschlämmung des Matrixpolymers hergestellt wird und die Schicht auf das poröse Substrat aufgebracht wird. Diese Schicht kann mittels Streichmesserbeschichtung, dosierter Aufstreichwalzenbeschichtung, Gravurwalzenbeschichtung, Gegenlauf- Walzenbeschichtung, Schlitzdüsenbeschichtung usw. aufgetragen werden. Die Schicht kann auf die gesamte Oberfläche des porösen Substrats oder nur auf ausgewählte Bereiche aufgebracht werden. Es kann zum Beispiel günstig sein, das durchlässige Material als einen Streifen mit einer geeigneten Breite auf die Mitte einer Folienbahn oder als ein Materialstück aufzubringen, das einen gewählten Bereich bedeckt. Wahlweise können zusätzliche Schichten aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Klebstoffe, heißsiegelbare Thermoplaste, wärmebeständige Kunststoffolien oder Sperrschichten hinzugefügt werden, um den vorliegenden speziellen Anforderungen an die Verpackung zu genügen unter der Voraussetzung, daß solche Schichten nicht zwischen den mikrowellenaktiven Überzug und das poröse Substrat eingefügt werden.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß die mikrowellenaktive Überzugsschicht auf dem porösen Substrat einem Druck ausgesetzt werden kann, um die beiden Bestandteile fest zusammenzupressen. Geeignete Drücke richten sich nach den erwünschten speziellen Ergebnissen, im allgemeinen sind jedoch mindestens 0,03 Sekunden lang Drücke von mindestens 0,3 MPa notwendig, damit sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu zeigen beginnen. Vorzugsweise sollten Drücke von etwa 0,7 bis etwa 17 MPa und am meisten bevorzugt von etwa 1,4 bis etwa 8 MPa aufgebracht werden. Diese Drücke sollten vorzugsweise etwa 1 Sekunde bis etwa 200 Sekunden lang aufgebracht werden. Der Druck kann mit Hilfe von beheizten Platten, beheizten Walzen und dergleichen aufgebracht werden. Die Temperatur sollte so hoch sein, daß die Matrix erweicht wird, jedoch nicht bis zu dem Punkt, an dem die Matrix zu schmelzen oder sich aufzulösen beginnt. Für Copolymere von Polyestern in den unten folgenden Beispielen ist 190 ºC eine geeignete Temperatur.
Wie festgestellt wurde, hängt die Durchlässigkeit von Mikrowellenenergie durch die Folien gemäß dieser Erfindung und die Heizeffektivität derselben vom Ausmaß des aufgebrachten Drucks ab, wie in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht wird. Wird ein höherer Druck aufgebracht, führt dies zu geringerer Durchlässigkeit für Mikrowellen. Weiterhin ist zu sehen, daß das Aufheizvermögen von zusammengepreßten Folien gemäß der vorliegenden Erfindung besser ist als das von nicht zusammengepreßten Folien, wie durch den Temperaturanstieg oder den Wärmestrom (unten beschrieben) festgestellt wurde. Diese größere Aufheizung korreliert nicht gut mit einem höheren Absorptionsgrad für Mikrowellenenergie, der in der unten beschriebenen Weise gemessen wird. Die Mechanismen dieser Erscheinungen sind nicht bekannt. In dem USA-Patent 4,518,651 wurde festgestellt, daß durch das Aufbringen von Druck ein Teil des Matrixpolymers unter die Oberfläche des porösen Substrats gedrückt wird, was zu einer Konzentration des mikrowellenaktiven Materials (Kohlenstoff) in der verbleibenden Matrix führt. Ein solcher Mechanismus tritt jedoch in Konstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf, da bei der Elektronenmikroskopie nicht festzustellen war, daß Matrixmaterial in das Substrat eindringt.
Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß durch das Aufbringen von Druck ein einfaches Verfahren zur Regulierung der Mikrowellendurchlässigkeitseigenschaften der Zusamensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen wird. Es kann eine ganze Folie mit einem bestimmten Druck zusammengepreßt werden, damit sich die gewünschten Eigenschaftem bezüglich von Mikrowellen einstellen. Ebenso können ausgewählte Bereiche einer Folie unabhängig mit einem bestimmten Druck zusammengepreßt werden. Auf diese Weise kann ein einzelnes Stück in einer Folienkonstruktion unterschiedliche Bereiche aufweisen, die unterschiedlich große Durchlässigkeit für Mikrowellen und unterschiedliche Aufheizeigenschaften aufweisen. Solche unterschiedlich stark zusammengepreßten Folien können zu Verpackungszwecken verwendet werden, bei denen unterschiedliche Speisenbestandteile unterschiedlich hohe Erhitzungsgrade durch Mikrowellen benötigen. Zum Beispiel kann ein solches unterschiedlich stark zusammengepreßtes Verbundmaterial für Kochbeutel, wie zum Beispiel Popcorn-Beutel, verwendet werden, die zur Zeit einen wichtigen Endgebrauchszweck von mikrowellendurchlässigen Verpackungen bilden. Figur 10 zeigt einen solchen Popcorn-Beutel. Der Beutel 200 kann aus einem flexiblen Papier, wie zum Beispiel aus Kraft-Papier oder dergleichen, das sich zur Aufnahme von ungeröstetem Mais eignet, hergestellt werden. Der Beutel hat Vorderund Rückseiten 201 und 202, Seitenfalten, von denen eine als 203 zu sehen ist, und ein Bodenteil 204. Die gesamte Fläche des Beutels, vorzugsweise die Innenseite, kann mit dem oben beschriebenen Aluminiumflockenmaterial beschichtet werden, jedoch mit einem Ausmaß einer Metallbeschichtung, das nicht dazu führt, daß sich das Material über den Punkt hinaus aufheizt, an dem sich die Dichtungen lösen, die die Verpackung zusammenhalten. Das Gewicht der Schicht muß experimentell bestimmt werden, damit dies so erfolgen kann, und dieses ist bei unterschiedlichen Abdichtschichten, Flockengrößen und dergleichen verschieden, wie für den Fachmann zu erkennen ist. In einem ausgewählten Bereich 205 am Bodenteil des Beutels kann die Überzugsschicht in der oben beschriebenen Weise mittels Wärme bis zu einem Grade zusammengepreßt werden, der so groß ist, daß die Temperatur in diesem Bereich auf eine Temperatur ansteigt, die zum Rösten des Maises geeignet ist. Dieser spezielle Grad des Zusammenpressens wird ebenfalls im Experiment ermittelt. Der Rest des Beutels heizt sich auf eine niedrigere Temperatur auf, die zum Rösten beiträgt. Durch die gleichmäßigere Verteilung der Wärme wird die Anzahl der nicht aufgegangenen Körner vermindert und wird das Versengen der Körner minimiert, jedoch ohne die Abdichtungen des Beutels zu beschädigen. Die Abdichtungen befinden sich weit weg von der heißen, aktiven Röstzone am Bodenteil des Beutels.
In ähnlicher Weise können solche unterschiedlich stark zusammengepreßten Konstruktionen dazu dienen, unterschiedliche Kochbedingungen an unterschiedlichen Speisebestandteilen je nach ihren verschiedenen Erfordernissen beim Kochen herzustellenen. Zum Beispiel kann ein Broterzeugnis in eine Verpackung nahe an einem Bereich aus Verbundmaterial eingelegt werden, der intensiv zusammengepreßt wurde, so daß es zu einer sehr starken Erhitzung der Oberfläche kommt, jedoch eine relativ geringe Menge an Mikrowellenenergie hindurchgelassen wird. Gleichzeitig kann eine Fleisch- oder eine Kartoffelspeise in die Packung nahe an einem Bereich aus Verbundmaterial in die Verpackung eingelegt werden, der weniger intensiv oder gar nicht zusammengepreßt wurde und dadurch einen größeren Teil der eintretenden Mikrowellenenergie zum Innern des Produkts hindurchläßt. Mit der fertigen Packung werden die verschiedenen Speisenteile gleichmäßiger mit ihren richtigen Temperaturen und Erfordernissen für das Servieren gekocht.
Bei einem alternativen Einsatzzweck eignen sich die genannten Konstruktionen zum Erhitzen oder Backen von Brot oder anderen Teigerzeugnissen in einem Mikrowellenherd. Zu Teigerzeugnissen zählen auch Nahrungsmittel, die schon vorher vollständig gebacken wurden und nur wieder aufgebacken werden müssen, sowie teilgebackene Nahrungsmittel oder ungebackene Erzeugnisse. Jedes aus dieser Vielzahl von Teigerzeugnissen ist in bestimmtem Maße dadurch gekennzeichnet, daß es eine gebräunte und knuspige Kruste und ein warmes, feuchtes gebackenes Inneres erhalten soll, das nicht zäh ist. Da sich Nahrungsmittel, die in einem Mikrowellenherd gekocht werden, von innen nach außen erhitzen, ist es oft schwierig zu erreichen, daß sowohl die Oberfläche gebräunt wird als auch das Innere richtig gekocht wird. Nahrungsmittel werden oft im Innern gekocht, werden jedoch nicht richtig krustig, oder sie werden krustig, werden jedoch im Innern zu stark gekocht. Das zu intensive Backen von Teigerzeugnissen im Innern wird dadurch erkennbar, daß ihr Inneres rasch hart wird, wenn sie nach dem Backen stehengelassen werden. Bei einem richtig gebackenen Broterzeugnis bleibt das Innere in befriedigender Weise mürbe, wenn es aus dem Mikrowellenherd genommen und fünf Minuten lang zum Abkühlen stehengelassen wird. Zu intensiv gebackene Broterzeugnisse sind jedoch übermäßig hart, wenn sie fünf Minuten lang gestanden haben.
Mit einer geeigneten Verpackung zum Backen von Teigerzeugnissen wird ein hoher Wärmestrom geschaffen, der die Oberfläche bräunt und knusprig macht und relativ wenig Mikrowellen hindurchläßt, damit das Innere des Brots langsam bäckt. Die Konstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung können dazu beitragen, daß viele solche Teigprodukte richtig gebacken werden.
Die Konstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung können nicht nur zum Backen oder Aufbacken von Brot benutzt werden, sondem auch dazu dienen, Verpackungen für weitere Teigprodukte herzustellen, bei denen mit der hindurchgelassenen Energie die Oberfläche sehr stark erhitzt werden und auch die Masse sehr intensiv erhitzt werden muß. Ein Beispiel für einen solchen Anwendungszweck ist der Boden einer Pizza, der bis zum Beginn des Anbrennens erhitzt werden sollte, während der Rest der Pizza ebenfalls gut erhitzt werden sollte. Hier eignet sich eine Verpackung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nur den Krustenbereich umhüllt und den Rest der Pizza abschirmt.

Beispiele 1 - 29 und Veraleichsbeispiele C1 - C9

Es wurde eine Beschichtungszusammensetzung aus 50 Gew.-% Aluminiumflocken in einer Polyesterzusammensetzung hergestellt. Die Aluminiumflocken waren aus Reynolds LSB-548, die grundsätzlich so aussehen wie die Flocken in Figur 1. Die Flocken wiesen eine Dicke von etwa 0,2 - 0,3 Mikrometern, eine durchschnittliche Länge von etwa 18 Mikometern und eine durchschnittliche Breite von etwa 13 Mikrometern auf. Das Matrixmaterial war ein Copolymer, das durch Kondensation von 1,0 Mol Ethylenglycol mit 0,53 Mol Terephthalsäure und 0,47 Mol Azelainsäure hergestellt wird. Das Polymer (15,8 Gew.-teile) wurde mit 0,5 Gew.-teilen Erucamid und 58 Teilen Tetrahydrofuran kombiniert. Nach Auflösung der Feststoffe bei etwa 55 ºC wurden 0,5 Gew.-teile Magnesiumsilicat und 25 Gew.-teile Toluol zugemischt sowie ausreichend Aluminiumflocken, die 50 Gew.-% ausmachten, basierend auf den trockenen Feststoffen. Die Zusammensetzung wurde in einer Dicke aufgebracht, die so groß war, daß eine getrocknete Überzugsschicht von 0,10 bis 0,15 mm, wie in Tabelle 1 angegeben, auf einem Trägermaterial aus 0,13 mm dicker Pappe (18 mils, 30 pounds) entstand. Die Schicht wurde mit einem Aufstreichmesser aufgebracht, wobei die Pappe mit 1,8 m (6 feet) pro Minute in einem einzigen Durchlauf unter dem Messer hindurchgeführt wurde. Die Schicht erstreckte sich über den Mittelabschnitt der Pappe. Es wurde keine Deckschicht aufgebracht.
Auf einige der auf diese Weise hergestellten Konstruktionen wurde Druck aufgebracht (Beispiele 1 - 29), während andere Konstruktionen (Vergleichsbeispiele C1 - C9) nicht zusammengepreßt wurden. Der Druck wurde mit Hilfe einer Carver -Presse mit auf 190 ºC erhitzten Platten aufgebracht. Der Druck wurde 120 Sekunden lang beibehalten.
Es wurden die Durchlässigkeit, die Reflexion und der Absorptionsgrad für Mikrowellen sowie die Wärmeerzeugungseigenschaften der meisten der auf diese Weise hergestellten Proben gemessen. Durchlässigkeitswerte für Mikrowellen wurden in einem simulierten elektromagnetischen Test ermittelt. Eine Probe des Materials wurde gemessen in einer Koaxialzelle des Modells SET-19 von Elgal Industries, Ltd., Israel, die durch Signale von 2,4 bis 2,5 GHz von einem Kippschwingungsoszillator Hewlett Packard HP8620C erregt wurde. Diese Zelle erzeugt eine elektromagnetische Transversalwelle, die die Ausbreitungsbedingungen von Mikrowellen im freien Raum genau simuliert. Um die Streuparameter in der Matrix der getesteten Probe zu ermitteln, wurde ein Skalarnetzanalysator Hewlett Packard HP8755C benutzt.
Der Wärmestrom wurde bestimmt, indem der Temperaturanstieg einer Ölprobe gemessen wurde. Das Öl, 5 g eines mikrowellendurchläs sigen Öls (wärmeübertragendes Siliconöl Dow Corning 210H), wurde in ein Pyrex -Borsilicatglasröhrchen mit 125 mm Länge und 15 mm Außendurchmesser gegeben. Um das Röhrchen wurde eine Probe einer zu testenden Folie von 46 x 20 mm gewickelt, wobei die lange Abmessung der Folie über die Länge des Röhrchens verlief und der obere Rand der Folie auf der Höhe der Oberfläche des Öls lag. Die Folienprobe wurde mit Hilfe eines mikrowellendurchlässigen Bandes befestigt, das aus Polytetrafluorethylenharz bestand und etwa 6 mm länger war als die Folienprobe, und die Röhrchenanordnung wurde in einer Halterung aus Polytetrafluorethylen gehalten. Der Temperaturanstieg des Öls beim Erhitzen der Anordnung in einem Mikrowellenherd wurde in Abständen von 15 Sekunden mittels eines "Luxtron"-Temperaturmeßfühlers gemessen, der in die Ölprobe gebracht und an geeignete Registrierinstrumente angeschlossen wurde. Der maximale Wärmestrom wurde ermittelt aus der Kurve der Öltemperatur als Funktion der Zeit und wurde als Schräge einer Geraden zwischen den 15-Sekunden- Messungen aufgezeichnet, die die maximale Schräge ergaben.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle 1 angegeben. Die prozentuale Durchlässigkeit bei Proben mit dickeren Überzugsschichten ist geringer als die von entsprechenden Proben mit dünneren Überzugsschichten, wie zu erwarten ist. Das Überraschende ist jedoch, daß die prozentuale Durchlässigkeit der Folienproben umgekehrt abhängig von der Stärke des Drucks ist, der bei der Herstellung aufgebracht wird. Nicht zusammengepreßte Folien weisen eine Durchlässigkeit für Mikrowellen im Bereich von etwa 60 bis etwa 85 % auf, wobei der Bereich dieser Werte aus experimentellen Unsicherheiten bei der Herstellung der einzelnen Folien und bei den Messungen entsteht. Wenn Druck aufgebracht wird, verringert sich die Durchlässigkeit in den Beispielen 28 und 29 auf nicht mehr als 12 %. Diese Durchlässigkeitsgrade sind so gering, daß die Proben als im wesentlichen mikrowellenabschirmende Materialien bezeichnet werden können.
Die Auswirkung von Druck auf die Wärmestromeigenschaften der Proben wird ebenfalls betrachtet. Die Werte zeigen zwar eine Streuung an, durch das Aufbringen von Druck wird jedoch oft die von den Proben selbst erzeugte Wärme größer. TABELLE Ia Bsp. Schicht. mm Druck MPa Max.-strom a. Ein Bindestrich (-) zeigt an, daß keine Messung vorgenommen wurde. %T, %R und %A sind die Durchlässigkeit, der Reflexionsgrad und die Absorption der Folie für Mikrowellen. b. in Einheiten von kcal/m²-min c. Eine Wiederholung wurde wegen experimenteller Probleme ausgeschlossen. Der scheinbare %T-Wert betrug 44,4. Ebenso wurde ein Testlauf bei 6,9 MPa mit einem anscheinenden %T-Wert von 43,1 wegen experimenteller Probleme ausgeschlossen.

Vergleichsbeispiele C10 - C21

Die Vergleichsbeispiele C10 - C21 wurden in der oben beschriebenen hergestellt, nur daß eine andere Form der Aluminiumflocken benutzt wurde. Bei den für diese Beispiele verwendeten Flocken handelte es sich um Sparkle Silver S3641 oder S3644 von der Silberline Manufacturing Company, und diese waren in der Schicht in einem Anteil von 50 Gew.-% vorhanden. Diese Flocken sind in Figur 4 bzw. Figur 5 dargestellt. Die Flocken sind etwa 0,3 bis etwa 3 Mikrometer dick und haben eine Querabmessung von etwa 8 bis etwa 50 Mikrometer oder mehr. Diese Flocken besitzen im wesentlichen glatte, gerundete Ränder ohne wesentliche Winkeligkeit in einer Größenordnung von mehr als derjenigen der Dicke. Wie die Ergebnisse in Tabelle II anzeigen, besitzen Proben, die aus Flocken mit dieser Geometrie hergestellt werden, keine wesentlich verminderte Durchlässigkeit für Mikrowellen nach dem Aufbringen von Druck. TABELLE II Beispiel. Flocken-art Schicht-dicke Druck

Beispiele 30 - 32

Es wurden in Figur 2 dargestellte Aluminiumflocken mit einer Dicke von etwa 0,1 Mikrometern und einer Querabmessung von etwa 15 - 25 Mikrometern mit dem oben beschriebenen Verfahren auf eine 25 Mikrometer messende Folie aus Polyethylenterephthalat aufgebracht. Die Dicke und die Menge der Flocken in der Schicht sind in Tabelle III angegeben. Dann wurden die Folien mit der Hand auf 0,46 mm (18 mils) messende Pappe aufkaschiert, so daß die Flockenschicht die Pappe direkt berührte. Von jedem Beschichtungsgrad wurden zwei Proben angefertigt, von denen eine 2 Minuten lang mit 11 MPa (1,600 psi) zusammengepreßt wurde. Wie die Ergebnisse in Tabelle III zeigen, halbierte sich die Durchlässigkeit für Mikrowellen. Bei der am stärksten belasteten Probe wurde durch das Aufbringen von Druck bewirkt, daß die Heizwirkung sank, bei den anderen erhöhte sich die Heizwirkung äußerst stark. TABELLE IIIa Bsp. Insg. Schicht. % Flocken in Schicht Druck Max. Strom Max. Temp. a. Einheiten sind wie in Tabelle 1 definiert.

Beispiele 33 - 35 und Vergleichsbeispiel C22

Es wurden die in Figur 1 dargestellten Aluminiumflocken (Reynolds) mit einer Dicke von etwa 0,2 - 0,3 Mikrometern und einer Querabmessung von etwa 20 - 30 Mikrometern in einer trockenen Schicht von 20 gim in der oben beschriebenen Weise auf eine 25 Mikrometer messende Polyethylenfolie aufgebracht, wobei zwei Beschichtungsdurchläufe erfolgten. Die Folien wurden mit der Hand auf 0,46 mm (18 mils) messende Pappe (Beispiel 33), auf für Mikrowellen durchlässige Papiertücher der Marke Bounty (Beispiel 34) und auf Golftücher (Papier) der Marke Wypall (Beispiel 35) oder auf eine (nichtporöse) Folie aus Folyethylenterephthalat kaschiert, die in der oben beschriebenen Weise mit Copolymer von Polyester beschichtet war (Vergleichsbeispiel C22), so daß die mit Flocken gefüllte Schicht das Substrat direkt berührte. Von jedem Beschichtungsgrad wurden Wiederholungsproben angefertigt, von denen eine 2 Minuten lang bei 11 MPa (1,600 psi) zusammengepreßt wurde. Wie die Ergebnisse in Tabelle IV zeigen, erhöhten sich Wärmestrom und Maximaltemperatur bei den auf die Pappe oder die Papiertücher aufgepreßten Proben, blieben jedoch bei der auf das nichtporöse Substrat aufkaschierten und zusammengepreßten Probe unverändert oder gingen etwas zurück. TABELLE IV Beispiel Substrat Druck Max. Strom Max. Temp. Pappe (Wiederholungspro-ben) Bounty -tücher Wypall -tücher Polyethylen-terephthalat
Vergleichbare Proben zeigten bei nur einem Beschichtungsdurchlauf und einem Gesamtbeschichtungsgewicht von 10 g/m² die gleiche Tendenz, jedoch in geringerem Maße.

Beispiele 36 - 41

Es wurden Papierverbundstoffe mit Schichten aus Aluminiumflokken nach den Angaben in Tabelle V hergestellt. In jedem Falle wurden Aluminiumflocken von Reynolds in einer Matrix aus Copolymer von Polyester je nach den Angaben in einem, zwei oder drei Durchläufen auf 0,13 mm dickes Papier (18 mils, 30 lbs.) oder auf 0,023 mm dikkes Polyethylenterephthalat (Dicke 92) aufgebracht. Bei einem Durchlauf wurde eine Beschichtungsdicke von annähernd 10 g/m², mit zwei Durchläufen eine von annähernd 20 g/m² und mit drei Durchläufen von annähernd 30 g/m² hergestellt. Dann wurde das mit Flocken beschichtete Papier oder Polyethylenterephthalat auf ein unbeschichtetes Stück Fappe ("PB") oder auf ein Golftuch aus Papier ("GT") (Beispiele 36 - 38) oder auf ein anderes Stück von mit Flokken beschichtetem Papier (Beispiele 39 und 40) aufkaschiert. In jedem Falle wurde die Überzugsschicht mit den Flocken zwischen die äußeren Schichten aus Papier oder Polyethylenterephthalat eingefügt. Das Kaschieren und das Pressen erfolgte mit einer Presse von 20 cm x 20 cm (8 Quadratzoll), die 6,9 MPa (1000 psi) auf eine 15 cm x 15 cm (6 Quadratzoll) messende Probe zwei Minuten lang bei 180 - 190 ºC aufbrachte. Die zusammengepreßten Proben wurden unter Belastung auf etwa 50 ºC abgekühlt und dann aus der Presse genommen. Die Messung der Durchlässigkeit, des Reflexionsgrades und der Absorption von Mikrowellen erfolgten an den einzelnen Folienbahnen vor dem Kaschieren sowie an den Verbundkonstruktionen, bevor und nachdem Hitze und Druck aufgebracht worden waren. Der Wärmestrom wurde an den einzelnen Folienbahnen und an den Verbundstoffen gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V dargestellt und zeigen an, daß der zusammengepreßte Verbundstoff von Beispiel 39 eine sehr gute Kombination von hohem Wärmestrom und geringer Durchlässigkeit aufweist. Somit ist zu erkennen, daß es wünschenswert ist, zwei poröse Substrate vorzusehen, je eines auf den beiden Seiten der Überzugsschicht und in Kontakt mit dieser. Des weiteren können mehrere Schichten des Überzugs in Verbindung mit mehreren Substratschichten aufgebracht werden, um die Abschirmungs- und die Aufheizeigenschaften zu verbessern. Diese Konstruktionen können gegeneinanderliegend wie in Beispiel 39 aufeinanderkaschiert werden, oder eine oder mehrere Substratschichten können zwischen die Überzugsschichten eingefügt werden. Im Umfang der vorliegenden Erfindung ist eine große Anzahl solcher Kombinationen enthalten. TABELLE V Bsp. Konstrukt. Druck Max. Wärme-strom Papier, 2 Durchl. Papier + Pappe Papier + PB + Druck Papier + GT + Druck Papier, 3 Durchl. PET, 3 Durchläufe PET + Pappe PET + PB + Druck Papier, 2 Durchl., + dto. + Druck + Papier, 1 Durchl., + Druck

Beispiele 42 - 46

Es wurden Proben aus dem gleichen, in den Beispielen 36 - 41 beschriebenen beschichteten Material hergestellt und wie oben vorbereitet, nur daß das Zusammenpressen mit einer Presse von 38 cm x 38 cm (15 Quadratzoll) an 27 cm x 30 cm (10,5 x 12 Zoll) messenden Proben erfolgte. Die Proben wurden vor den Platten der Presse durch eine dünne Schicht Aluminiumfolie (Beispiele 42 und 43) oder polytetrafluorethylen (Beispiel 44 - 46) geschützt. Die Wärmestromtests wurde an den fertigen Konstruktionen ausgeführt. Die Tests wurden mehrmals wiederholt (nicht unbedingt in der angegebenen Reihenfolge), wie in Tabelle VI zu sehen ist, in der der maximale Wär mestrom wie oben lind der Temperaturanstieg in der Testapparatur über die Umgebungstemperatur in ºC aufgeführt sind. TABELLE VI Beispiel Konstruktion Temperatur-anstieg Maximaler Wärme-strom Papier, 3 Durchl., + GT + Druck Papier, 2 Durchl., + Papier, 1 Durchl., + Druck Papier, 2 Durchl.,

Beispiel 47

Die sechste Probe von Beispiel 43 wurde erneut getestet, nachdem sie einmal den Aufheizbedingungen vom ersten Test unterworfen worden war. Der Temperaturanstieg betrug 148 ºC, und der maximale Wärmestrom betrug 166 kcal/m²-min. Die sechste Probe im Beispiel 46 wurde erneut getestet und wies einen Temperaturanstieg von 129 ºC und einen maximalen Wärmestrom von 112 kcal/m²-min auf. Diese Ergebnisse zeigen relativ wenig Verschlechterung der Leistung nach Wiederverwendung an.

Beispiele 48 - 49 und Vergleichsbeispiele C23 und C24

Bestimmte von den Materialien in Tabelle VI sowie Kontrollmaterialien wurden benutzt, um französische Wecken von der Pepperidge-Farm zu erhitzen, was vollkommen gebräunte und gebackene Brötchen mit rechteckiger Form von 7,7 cm x 6,1 cm x 4,2 cm waren, die jeweils 38 g wogen. Um eine Wecke herum wurde ein Stück durchlässiges Material von etwa 14 cm x 22 cm gewickelt und mit einem 2,5 cm messenden Stück Polyimid-Band mit einem Laschenverschluß umwickelt. Die Enden der Verpackung wurden mit einem weiteren Polyimid-Band verschlossen. Die Wecke wurde in einen Mikrowellenherd gelegt, wobei die erste Abdichtung nach unten zeigte. Jede Weckenverpackung wurde 1 Minute lang bei voller Leistung auf einer umgekehrten Papierplatte in einem 700 Watt-Mikrowellenofen gebacken. Die Wecke war in jedem Fall nach der Backzeit zu Anfang heiß. Die Beschaffenheit der Wecken, nachdem diese 5 Minuten lang gestanden hatten, ist in Tabelle VII erläutert. TABELLE VII Beispiel Konstruktion Beschaffenheit Folie von Beispiel keine Umwicklung - Kontr.-Bsp. weich a. Vakkumaufgedampfter rostfreier Stahl, spezifischer Widerstand 350 Ohm/Quadrat, auf PET zwischen Schichten aus PET, dann mittels Klebstoff auf Säurecopolymer auf Pergament aufkaschiert.

Beispiele 51 - 54 und Kontrollbeispiel C25

Es wurden Club-Brötchen von der Pepperidge-Farm ausgewählt, was "braun zum Servieren" vorgebackene Brötchen mit Abmessungen von annähernd 11,4 cm x 5,0 cm x 3,5 cm und einem Gewicht von annähernd 38 g sind. Die Brötchen wurden in eine Verpackung ähnlich wie bei denen eingewickelt, die in den Beispielen 48 bis 50 beschrieben ist. Die vorgebackenen Brötchen zeigten vor dem Backen keine Oberflächenbräunung. Es wurden Brötchenproben wie in den obigen Beispielen in den in Tabelle VIII genannten Verpackungen gebacken, wo bei die Ergebnisse wie angegeben waren: TABELLE VIII Beispiel Konstruktion Beschaffenheita Bräunung Beispiel 48, wiederverwendet Beispiel 49, wiederverwendet Beispiel 42 Beispiel 43 keine Verpackung - Kontrollbsp. "etwa" "wenig" a. Auf einer Skala von 1 (weich) bis 4 (sehr hart). b. 50 Sekunden lang erhitzt.

Beispiel 56 und Verqleichsbeispiel C25

Es wurden mit Erdbeeren belegte "Pop Tarts" von Kellogg's 1 Minute lang in (zusammengepreßten) Verpackungen gemäß der vorliegenden Erfindung und in vergleichbaren, nicht zusammengepreßten Verpackungen gebacken. "Pop Tarts" sind Törtchen von etwa 10 cm x 8 cm x 1 cm. Die Verpackungen maßen etwa 11 cm x 17 cm und wurden durch Kaschieren von zwei Schichten aus beschichtetem, gebleichtem Kraft-Papier gegeneinanderliegend hergestellt. Eine Schicht des Papiers hatte ein Beschichtungsgewicht von 20 gim (10 g/m² Aluminium, Reynolds) und wurde in zwei Durchläufen aufgebracht, und die andere Schicht hatte ein Beschichtungsgewicht von 30 g/m² (15 gim Aluminium und wurde in drei Durchläufen aufgebracht. Eine Probe wurde 2 Minuten lang bei 190 ºC und 6,9 MPa gepreßt, während eine andere Probe ungepreßt war. Das zusammengepreßte Verbundmaterial hatte, wie gemessen wurde, eine Durchlässigkeit für Mikrowellen von etwa 17 %, während das nicht zusammengepreßte Verbundmaterial eine Durchlässigkeit von etwa 56 % aufwies. Jede Probe wurde straff um das Törtchen herumgewickelt und am mittleren Bodenteil der Verpackung durch ein Polyimid-Band festgehalten. In die Mitte der Früchteschicht auf den Törtchen wurde durch eines der freiliegenden Enden ein Luxtro -Temperaturmeßfühler eingeführt, und es wurde der Temperaturanstieg in einem 500 Watt-Mikrowellenherd registriert (in wiederholten Läufen). Die Ergebnisse sind in Tabelle IX dargestellt. TABELLE IX Zeit. s Temp. Beispiel 56

Beispiel 57

Es wurde eine mit Erdbeeren belegte "Pop Tart" von Kellogg's 1 Minute lang in einem wiederverwendeten Verpackungsstück aus Beispiel 50 gebacken. Die "Pop Tart" wurde sehr gut gebräunt.

Beispiel 58

Es wurde eine gefrostete Pizza von Pillsbury mit etwa 19 cm Durchmesser auf ein Stück Verbundmaterial von Beispiel 50 (wiederverwendet) von etwa 18 x 19 cm gelegt, das mit Band an der leeren Pizzaschachtel befestigt wurde. Die Pizza wurde fünf Minuten lang bei voller Leistung in einem 700 Watt-Mikrowellenherd gebacken. Die Pizza war gut durchgebacken. Die Heizfolie zeigte keine Qualitätsminderung nach dem Backen bis auf kleine versengte Stellen dort, wo die Pizza die Folie nicht berührte, und bis auf etwas herabgetropften Käse und Füllmasse, die an der Platte klebten.

Claims

1. Verbundmaterial zur Erzeugung von Wärme durch Absorption von Mikrowellenenergie, umfassend:

(a) mindestens ein poröses dielektrisches Substrat, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenenergie ist;

(b) mindestens eine Schicht auf mindestens einem Bereich des Substrats, umfassend:

(c) eine thermoplastische dielektrische Matrix; und

(ii) Flocken eines mikrowellenempfindlichen, in der Matrix verteilten Materials, wobei die Flocken im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 10, eine im allgemeinen flache, plättchenartige Form mit einer Dicke von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikrometern, eine Querabmessung von etwa 1 bis etwa 50 Mikrometern und eine überwiegend gezackte Umfangsform aufweisen, wobei die Flocken in einer Konzentration vorhanden sind, die so groß ist, daß nahe daran befindliche Lebensmittel bei Einwirkung von Strahlung eines Mikrowellenherdes erhitzt werden;

wobei das Verbundmaterial eine verminderte Durchlässigkeit für Mikrowellen als Funktion eines vorher aufgebrachten Drucks aufweisen kann.

2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin zmindest zwei poröse dielektrische Substrate vorhanden sind, von denen eines jede Seite der Schicht berührt.

3. Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin eine Vielzahl von Schichten vorhanden ist, wobei jede Schicht mindestens ein poröses dielektrisches Substrat berührt.

4. Verbundmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das poröse dielektrische Substrat Papier, Pappe, Papierhandtuchmaterial oder Stoff ist.

5. Verbundmaterial nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin die Flocken aus Aluminium, Nickel, Antimon, Kupfer, Molybdän, Eisen, Chrom, Zinn, Zink, Silber, Gold oder aus einer Legierung von einem oder von mehreren der Metalle sind.

6. Verbundmaterial nach Anspruch 5, worin die Flocken aus Aluminium sind.

7. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, worin die Flocken im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 40, eine Dicke von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Mikrometern und eine Querabmessung von etwa 4 bis etwa 30 Mikrometern aufweisen.

8. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, worin die Flocken etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% der mikrowellenabsorbierenden Schicht umfassen.

9. Verbundmaterial nach Anspruch 8, worin die Flocken etwa 25 bis etwa 80 Gew.-% der mikrowellenabsorbierenden Schicht umfassen.

10. Verbundmaterial nach Anspruch 9, worin die Flocken etwa 30 bis etwa 60 Gew.-% der mikrowellenabsorbierenden Schicht umfassen.

11. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, worin die Oberflächenkonzentration der Flocken etwa 1 bis etwa 50 g/m² beträgt.

12. Verbundmaterial nach Anspruch 11, worin die Oberflächenkonzentration der Flocken etwa 2 bis etwa 25 g/m² beträgt.

13. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, worin die Matrix ein Polyester ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Copolymere von Ethylenglycol, Terephthalsäure und Azelainsäure, Copolymere von Ethylenglycol, Terephthalsäure und Isophthalsäure sowie Mischungen aus den Copolymeren.

14. Verbundmaterial nach Anspruch 13, worin die Matrix ein Copolymer ist, hergestellt durch Kondensation von Ethylenglycol mit Terephthalsäure und Azelainsäure, wobei die Säuren in einem Molverhältnis von etwa 50 : 50 bis etwa 55 : 45 stehen.

15. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 14, worin die Dicke der Schicht etwa 0,01 bis etwa 0,25 mm beträgt.

16. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 15, des weiteren umfassend eine Schicht aus einem heißsiegelbaren Material, die sich über mindestens einen Bereich der Oberfläche des Verbundmaterials erstreckt.

17. Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 15, des weiteren umfassend eine Schicht aus wärmebeständiger Kunststoffolie.

18. Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, geeignet zur Erzeugung von Wärme durch Absorption von Mikrowellenenergie, umfassend die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellung von mindestens einem porösen dielektrischen Substrat, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenenergie ist;

(b) Aufbringen von mindestens einer Schicht einer thermoplastischen dielektrischen Matrix mit einer Dispersion von Flocken aus einem mikrowellenernpfindlichen, darin verteilten Material auf das Substrat, wobei die Flocken im Durchschnitt ein Seitenverhältnis von mindestens etwa 10, eine im allgemeinen flache, plättchenartige Form mit einer Dikke von etwa 0,1 bis etwa 1,0 Mikrometern, eine Querabmessung von etwa 1 bis etwa 50 Mikrometern und eine überwiegend gezackte Umfangsform aufweisen, wobei die Flocken in einer Konzentration vorhanden sind, so so groß ist, daß nahe daran befindliche Lebensmittel bei Einwirkung von Strahlung eines Mikrowellenherdes erhitzt werden;

(c) Erhitzen der Schicht auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt der Matrix; und

(d) Pressen von mindestens einem Bereich der erhitzten Schicht gegen das Substrat bei einem Druck von mindestens etwa 0,3 MPa über mindestens etwa 0,03 Sekunden, wodurch die Durchlässigkeit von Mikrowellenenergie durch den Bereich der auf diese Weise gepreßten Schicht danach verringert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, worin mindestens zwei poröse dielektrische Substrate vorgesehen sind, von denen eines jede Seite der Schicht berührt.

20. Verfahren nach Anspruch 18, worin eine Vielzahl von Schichten aufgebracht wird, wobei jede Schicht mindestens ein poröses dielektrisches Substrat berührt.

21. Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20, worin die Schicht aus einer Dispersion von Flocken in einer thermoplastischen Matrix in einer Vielzahl von Arbeitsgängen aufgebracht wird.

22. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 21, worin der Druck etwa 1 bis etwa 200 Sekunden lang aufgebracht wird.

23. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 22, worin der Druck etwa 0,7 bis etwa 17 MPa beträgt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, worin der Druck etwa 1,4 bis etwa 12 MPa beträgt.

25. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 24, worin auf unterschiedliche Bereiche des Verbundmaterials unterschiedlicher Druck aufgebracht wird, wodurch die unterschiedlichen Bereiche unterschiedliche Grade der Reflexionsfähigkeit von Mikrowellenenergie aufweisen.

26. Verpackung, enthaltend mindestens ein Nahrungsmittel und bestehend aus einem Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 17 oder aus einem Produkt nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 25.

27. Verpackung nach Anspruch 26, worin das Nahrungsmittel ein Teigerzeugnis ist.

28. Beutel, geeignet zur Herstellung von Popcorn, der an seinen Nähten mit einem Klebstoff versiegelt ist, wobei der Beutel aus dem Verbundmaterial nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 17 hergestellt ist, worin auf den Bereich des Verbundmaterials, der den Bodenteil des Beutels bildet, ein ausreichender Druck aufgebracht wurde, so daß ein Bereich mit ausreichender Erhitzung für Popcorn in einem Mikrowellenherd geschaffen wird, und worin die Konzentration der Flocken in dem Verbundmaterial so gering ist, daß in den nicht gepreßten Bereichen die erzeugte Wärme nicht ausreicht, um den Klebstoff schmelzen zu lassen.