【０００１】
本願は、１９９９年１０月２９日に出願された仮出願である米国特許出願Ｎｏ．６０／１６２，４６１の権益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、炊事用具に関し、特にマイクロ波オーブンで有用な炊事用具に関する。更に特に、本発明は、食料品、特にピザ等をマイクロ波処理するのに用いられる炊事用具、及びそのための高温樹脂及び放射線吸収性充填剤、好ましくは炭素繊維を含有する充填組成物に関する。
【０００３】
本発明による充填組成物は、マイクロ波エネルギーを吸収し、それにより加熱される。そのような組成物は、マイクロ波オーブンで食物を料理するのに適合するオーブン炊事用具、例えば、料理用トレイ、シート、鍋、皿、カセロール（ｃａｓｓｅｒｏｌｅ）等を製造するのに特に有用である。
【０００４】
（背景技術）
食物を加熱及び料理する従来の方法は、グリルで焼くにしろ、煮沸、ベーキング、或は油で揚げるにしろ、食物に外から熱を供給する。食物の表面は加熱され、表面から内部へ温度勾配を生ずる。表面から内部へ熱拡散により熱が移動し、一番冷たい所が時間と共に全体の最も熱い温度に近づく。内部温度が希望の最終的温度に近づいた時、料理又は加熱過程が完了する。食物の最高温度は、加熱媒体の温度によって限定される。例えば、周囲圧力で水中に浸漬された食物は水の沸点、１００℃に近づいてそれ以上にはならない。
【０００５】
慣用的加熱方法により料理される食物の表面は、最も高い温度に維持され、従って、最も長い時間加熱される。一般に食物の表面は料理する方法に特徴的な外観及び組織を持つようになる。例えば、グリルで焼いた肉は焦げた表面を有し、焼いたパンはクラストを有し、揚げた食物はカリカリしたものになる。細かな点は夫々の文化によって異なっているが、長い年代に亙って発展又は習得されてきた好みに基づいて、適切な表面外観を持つか否かにより食物の受け入れられ方は異なってくる。
【０００６】
最近マイクロ波による加熱が食物の料理及び再加熱のために用いられるようになってきており、食物を迅速に加熱し、使用し易いため広く受け入れられている。マイクロ波加熱では、食物を高周波電磁波に曝す。食物の中に含まれている水分子は、それらの双極性のため、電磁波に伴われる電場の非常に高い周波数の振動に従おうとし、それにより加熱される。食物の中に水が全く又は殆ど無い場合、或は水が蒸発により実質的に失われた場合、一層の加熱は起きない。
【０００７】
家庭用及び給食用の食物用マイクロ波オーブンでは、食物は約１００℃より高く加熱されることはないが、温度は料理済み食品を再加熱するのに充分な高さになり、オーブンは殆どの食物を適切に料理する。しかし、マイクロ波加熱は、食物を柔らかくし、組織に望ましくない変化を起こす傾向がある。受け入れられるためには必須である、慣用的調理法で得られる褐色化及び他の表面効果は、マイクロ波加熱によって直接再生することはできない。食物の表面は慣用的調理法で生ずる高温に到達しない。実際、マイクロ波オーブンで加熱された食物の表面は、外部からの冷却により内部よりも低い温度になることが屡々ある。そのため、マイクロ波オーブンで料理された食物は、慣用的料理法で得られたものに似ておらず、完全に料理し、食べても安全な場合でさえも、美味しくなさそうで口に合わなそうに思われることがある。
【０００８】
最も人気のある冷凍アントレの一つはピザであり、それはパン生地の下方クラスト層及び種々の材料、一般にチーズ、トマトソース、及び肉の混合物を含む上方トッピング層から構成されている。トッピング材料は消費者である一般大衆のための種々の製品を与えるように選択される。一般にクラストは焼かれており、トッピングは、それらの保存寿命を長くするため、料理されていない通常冷凍状態で添加される。味及び組織の感じから消費者が最もよく受け入れることができるためには、そのような層状食物製品又は物品は、解氷し、希望の再構成組織及び状態に回復させるような或る加熱用器具により焼くのがよい。クラストの特徴により、対流オーブン中で加熱することによってのみ高品質の再構成が達成される。標準的対流オーブンはカリカリした高品質のクラストを生じ、それは新しい手製のピザを再現するように料理されたトッピングを有するカリカリしたものになる。
【０００９】
マイクロ波加熱によりピザを再構成する方法は、対流オーブンでのみ再構成されたピザと比較して、一歩譲った最終的品質を有するピザを生じ、余り満足できるものではなかった。冷凍ピザを焼くか又は料理するためにマイクロ波オーブンを用いることは料理時間を短くするが、組織は劣化し、クラストは殆どカリカリした性質、即ちクランチ性を持たない。一般にクラストをカリカリにするのに充分な熱は、トッピング材料を料理し過ぎる傾向がある。ピザを食べるのが遅くなると、そのクラストは堅く脆くなり、その製品は一般にその弾力性を失って皮革のようになり、トッピングの熱いソース形成部分を、前に焼かれたクラストの気孔内へ移動させることになる。
【００１０】
ピザを含めた食品を再加熱した時にカリカリ性及び組織が失われることは、包装設計により問題の解決が図られてきた。そのような包装には内部の食品を支えるためのリブ又は突起が含まれ、表面から蒸気を除去するため空気を循環させる。そのような包装に用いられている材料は、しばしば放射線吸収性充填剤、例えば、カーボンブラック、黒鉛粒子、粉砕炭素繊維粒子等を含んだ熱可塑性シート材料である。充填剤はマイクロ波エネルギーを吸収し、誘電体加熱を受け、それによって容器又は包装の温度を上昇する。そのような包装は、マイクロ波照射工程が完了した後でも食物に熱を伝達し続け、食物中の冷たい個所の発生を減少し、乾燥を促進し、一層カリカリにする。
【００１１】
ピザの再加熱で使用するのに特に適した包装設計は、板又はプラットホームとして働くマイクロ波オーブンの下壁の上に、或はそれから離れた所にマイクロ波サセプタ（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）シートを有する。サセプタは、一般にマイクロ波エネルギーを吸収するための金属化表面を有する層か又は他の伝導性材料から形成された層を有する層状シート材料からなる。マイクロ波オーブンのエネルギー場内に入れると、サセプタは誘導加熱を受け、１００℃より高い温度に到達し、従って、水分を除去し、加熱中の乾燥を促進し、一層カリカリするように設計することができる。
【００１２】
そのような改良された包装を作るための当分野で報告されている材料には、一般にセルロース系シート材料及び充填熱可塑性物が含まれ、それら熱可塑性物にはポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート等が含まれる。改良された包装は食物を褐色化及び同様な処理をするのに必要な高い温度を発生させる或る能力を持っていてもよいが、一般に包装は中程度の温度、即ち、約１００℃を余り越えない温度で処理すると成功することができる食物の料理及びカリカリにすることを必要とする予め料理された食品を再加熱するのに用いることを目的としてきた。
【００１３】
マイクロ波エネルギーを照射した時に高い温度を得ることができる充填セラミック複合体材料も知られている。例えば、炭素繊維、アルミナ繊維等のようなマイクロ波感応性充填剤（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅ ｆｉｌｌｅｒ）を充填した炭化珪素からなる自己加熱性構造体をマイクロ波料理で用いることについて報告されている。マイクロ波オーブン内で照射すると、これらの自己加熱性構造体は５００℃位の高い温度に到達する。そのような容器と接触している食物の表面は、これにより従来のオーブンの場合とほぼ同じように迅速に加熱され、同時にマイクロ波加熱により内部温度を迅速に上昇し、食物を料理する。このようにして得られる食物製品は、全体的に適切に料理され、同時に希望の褐色化又は焦げた表面を与える。同様な構造体はピザを処理するのにも用いられてきた。この場合には、用いた自己加熱性ガラスセラミック円板又はプレートをマイクロ波で照射し、３００℃に近い温度に予熱する。生のピザベース即ちクラストをプレートの上に乗せ、予め料理し、それによりクラストを低温殺菌し、カリカリした又は褐色化した下側表面を与える。次にベースをプレートから取り、トッピングを与え、後で慣用的対流オーブン中で最終的に料理するために保存する。
【００１４】
ガラスセラミックプレートは、一般に幾らか砕け易く、損傷及び破壊を受け易く、重く、従って使用しにくく、保存するのに不便である。更に充填セラミック材料、特に繊維充填炭化珪素構造体は製造するのに複雑な操作を必要とし、魅力的な家庭用品に簡単に形成することはできない。
【００１５】
このようにマイクロ波オーブンの便利性は、消費者が、冷凍食品を消費者の冷凍庫から取り出し、それをマイクロ波オーブン中で加熱するだけで迅速且つ容易に調理済み食品を再加熱することができることにある。マイクロ波オーブンで加熱及び料理することは、褐色化又はカリカリにすることを必要としないグレービー、ソース等の付いた食物及び柔らかい食物を処理することに一層限定されてきた。例えば、ピザ、ハッシュブラウンポテト、細長い魚肉フライ等のような褐色化及びカリカリにすることを必要とする食物を加熱又は料理するためにマイクロ波加熱を使用することができるようにする改良された材料、及びそのような改良された材料からなる料理用家庭用品及び容器に対する大きな需要が当分野では依然として存在する。
【００１６】
（発明の開示）
本発明は、食物を料理する用途で用いるのに適した改良された重合体組成物で、少なくとも一種類の高温重合体材料、及び加熱に有効な量のマイクロ波温度上昇材料として用いるのに適した少なくとも一種類のマイクロ波感応性充填剤を含有する組成物に関する。本発明の組成物は、マイクロ波の使用に適した炊事用具を与えるのに有用であり、従って、本発明は、更にマイクロ波炊事用具、及びそのような炊事用具を製造する方法にも関する。本発明は、少なくとも一種類の高温重合体材料、及び加熱に有効な量の少なくとも一種類のマイクロ波感応性充填剤を含有する炊事用具中又は上に食物を置くことによる食物調理方法にも関するものと見ることができる。
【００１７】
ここで用いる用語「加熱に有効な量」とは、マイクロ波輻射線に曝された時、その充填剤を含有する炊事用具の温度を、炊事用具の中又は上に置いた食物をその炊事用具が加熱、料理、又は好ましくは褐色にするが、そのような加熱、料理、又は褐色化中に、重合体材料の溶融又は過度の軟化を起こす結果にはならないような温度まで上昇させるマイクロ波感応性充填剤の量を意味する。
【００１８】
（本発明の詳細な記述）
本発明による改良された重合体組成物は、高温重合体及びマイクロ波感応性充填剤を含有する充填重合体である。
【００１９】
本発明の組成物及び炊事用具を形成するのに有用な高温重合体又は樹脂は、食物を料理し、特にその表面を褐色化するのに適した温度へ食物を加熱するために典型的に必要な温度に耐えるのに充分な高温特性を有する重合体である。少なくとも約１４０℃、好ましくは少なくとも約２００℃、最も好ましくは少なくとも約２５０℃の融点（Ｔｍ）を有する結晶質又は部分的に結晶質の熱可塑性重合体、及び少なくとも約１４０℃、好ましくは少なくとも約２００℃、一層好ましくは少なくとも約２５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する無定形熱可塑性重合体が一般に本発明の目的に適している。一般に、熱に短時間曝して肉などを迅速に褐色化することが望まれる場合、２５０℃を充分越え、３５０℃位に高いか、又はそれ以上の温度になることがあり、架橋及び熱硬化性樹脂等を使用する必要がある。樹脂の熱分解温度が想定される使用温度よりも高く、即ち、約２５０〜３５０℃よりも高い限り、そのような樹脂も有用であることが分かるであろう。
【００２０】
Ｔｇ及びＴｍは、標準化された熱重量分析法を用いて、重合体熱分解温度として当分野で従来決定されている。本発明による組成物を記述し、特徴付ける目的から、２０℃／分の加熱速度で行なった示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法を用いるのが便利である。
【００２１】
本発明の実施で用いるのに適した高温特性を有する重合体には、ポリ（アリールエーテルスルホン）、ポリスルホン、芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（アリールエーテルケトン）、ポリエーテルイミド、脂肪族、部分的芳香族及び芳香族のポリアミド、ポリイミド、特に芳香族ポリイミド等が含まれる。特に好ましいのは芳香族ポリエステル及びポリ（アリールエーテルスルホン）である。
【００２２】
ポリ（アリールエーテルスルホン）は当分野でよく知られている。そのような重合体の適当な商業的例には、ＢＰアモコ・ポリマーズ社（Ａｍｏｃｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｉｎｃ．）から入手できるユーデル（Ｕｄｅｌ）及びラデル（Ｒａｄｅｌ）熱可塑性重合体が含まれる。本発明の実施で有用なことが判明しているポリ（アリールエーテルスルホン）は、当分野で更に報告されており、例えば、米国特許第４，２９３，６７０号明細書及びカナダ特許第８４７，９６３号明細書に記載されている。本発明の実施で有用な芳香族ポリエステル、特に液晶芳香族ポリエステルも当分野でよく知られており、例えば、ＢＰアモコ・ポリマーズ社から市販されているキシダール（Ｘｙｄａｒ）液晶重合体が含まれる。特に有用で適したものはキシダールＳＲＴ−４００及びキシダールＳＲＴ−９００液晶重合体である。これらのキシダール熱可塑性重合体は、テレフタル酸、イソフタル酸、及びｐ−ヒドロキシ安息香酸の混合物をビフェノールと重合することにより製造された全芳香族ポリエステルである。本発明で使用するのに適した芳香族ポリエステル及びそれらの製造方法は、米国特許第３，６３７，５９５号、第４，５０３，１６８号、第４，５６３，５０８号、及び第４，６２６，５５７号明細書に記載されている。
【００２３】
ポリエーテルイミドもよく知られた高温重合体材料であり、使用に適し、商業的に入手できるポリエーテルイミドには、ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．）により製造されているウルテム（Ｕｌｔｅｍ）熱可塑性物が含まれる。更に別のポリエーテルイミド及びそれらの製造方法は、米国特許第４，２９３，６７０号及び米国特許第４，５０３，１６８号明細書に記載されている。
【００２４】
本発明の実施で有用なポリ（アリールエーテルケトン）は、ＢＰアモコ・ポリマーズ社（Ａｍｏｃｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｉｎｃ．）及びビクトレックス（Ｖｉｃｔｒｅｘ）から市販されている。有用なポリ（アリールエーテルケトン）及びそれらの製造方法の例は、例えば、米国特許第４，７１３，４２６号明細書に記載されている。
【００２５】
芳香族及び部分的に芳香族のポリアミドも本発明の実施で有用であることが判明している。そのようなポリアミドは、ＢＰアモコ・ポリマーズ社からアモデル（Ａｍｏｄｅｌ）の名前で市販されており、芳香族及び部分的に芳香族のポリアミドの製法のみならず、適当な芳香族及び部分的に芳香族のポリアミドの例は、再発行米国特許第３４，４４７号明細書に開示されている。芳香族ポリカーボネートも本発明による或る用途で有用であることが判明しており、レキサン（Ｌｅｘａｎ）の名でゼネラル・エレクトリック社から市販されており、バイヤー社（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からも市販されている。ポリカーボネート及びそれらの製造方法は、米国特許第４，０１８，７５０号、第４，１２３，４３６号、及び第３，１５３，００８号明細書に開示されている。上で挙げた米国特許及びカナダ特許は、参考のため全体的にここに入れてある。
【００２６】
使用した時、本発明による組成物は、加熱される食物と直接接触することになることは分かるであろう。食物、特に湿潤しているか、又は加熱するとジュース及び他の流体を生ずる食物は、可塑剤、残留単量体、安定化用添加剤等を含めた低分子量成分を樹脂配合物から抽出し、溶解する傾向がある。更に、或る樹脂は、酸性又は強アルカリ性の食物成分及び水分により加水分解作用を受け、上昇した温度では食物成分と化学的に反応することさえある。従って、樹脂配合物は食物とのそのような相互作用に対し抵抗性を持つように選択し、もし含有させるとしても、そのような用途で許容できると見做される種類の樹脂及び充填剤及び添加剤成分だけしか含まないことが必要である。一般に、食物が接触する用途で用いることを目的としたプラスチック材料は、食物使用に適するように配合された特別な品種のものとして樹脂製造業者により提供されている。ポリエチレンテレフタレートと同様、ポリエチレン及びポリプロピレンを含めた低温熱可塑性物の認可された食品用のものも広く入手することができる。食物接触に適していると見做されているキシダール液晶熱可塑性物の品種も入手することができ、ポリ（アリールエーテルスルホン）、ポリカーボネート、及びポリエーテルイミドを含めた他の高温熱可塑性物の適した品種のものも入手することができる。
【００２７】
一般的に記述したマイクロ波感応性充填剤は、マイクロ波エネルギーを吸収し、それにより加熱される電気伝導性粒子である。本発明の実施で用いるのに適した充填剤には、例えば、粉末状にした元素状の鉄、錫、銅、アルミニウム、銀等のような、元素状金属として、或は酸化物の形として、微粉砕状の金属が含まれる。例えば、水酸化物、ハロゲン化物、例えば、塩化物又は臭化物、硫酸塩等のような金属塩も有用であることが判明している。そのような成分は不溶性で、クリーニング操作中のように水に浸漬されている時、又は食物により浸出を受けないことが好ましい。
【００２８】
粒状炭素、特に炭素繊維がマイクロ波感応性充填剤として用いるのに特に適している。カーボンブラック又は同様に微粉砕した粒子の形の炭素を用いてもよい。一層好ましいのは、少なくとも部分的に、例えば、少なくとも約５０重量％、一層好ましくは少なくとも約７５重量％が黒鉛である炭素であり、更に一層好ましくは実質的に全体が黒鉛であり、最も好ましくは粒状の形をしている炭素である。
【００２９】
ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維のような合成原料又はピッチから製造された炭素繊維が、特に有用である。少なくとも約５０重量％の黒鉛炭素、一層好ましくは約７５重量％より多い黒鉛炭素、実質的に１００％まで黒鉛炭素を含有する黒鉛化ピッチ系炭素繊維を、商業的生産者から容易に入手することができる。本発明の実施で用いるのに特に適した高度に黒鉛性の炭素繊維は、高度に伝導性の特徴を更にもち、約８０〜１２０、一層好ましくは約１００〜約１１５百万ポンド／平方インチ、即ち、×１０６ｌｂ／ｉｎ２（ＭＳＩ）のモジュラスを有するそのような繊維が一般に供給されている。
【００３０】
炭素繊維は、細断炭素繊維として、又は繊維をすり潰し又は粉砕することにより得ることができるような他の粒子状態として用いてもよい。
【００３１】
本発明による組成物で用いられるマイクロ波感応性充填剤の量は、一つには選択された充填剤の性質に依存する。高度に黒鉛化された炭素繊維及び金属のように、更に高度に伝導性の充填剤は、カーボンブラック、金属酸化物等を含めたそれ程感応性ではない充填剤の場合よりも、少ない量で用いられるであろう。一般に使用量は、ピザ又は他の食料品と接触しているか、又はそれに近接している炊事用具表面の温度を、望ましくない燃焼又は炊事用具への損傷を起こすことなく、褐色化又は焦げ目を生ずるのに充分な高さへ上昇させるように選択される。これらの目的た適した表面温度は、約１８０℃から樹脂成分の高い使用温度まで、好ましくは約２００℃〜約２６０℃の範囲にある。褐色化又は料理温度に迅速に到達することは必須であると考えられるが、過剰の量の感応性充填剤を含有する組成物は、温度を迅速に上昇し続け、そのようなオーブンにとって安全であると考えられる高さよりも高い温度に達することがある。更に、伝導性充填剤の含有量が高い組成物は、マイクロ波輻射線を反射する傾向をもち、それによりオーブンの損傷を起こすことがある。従って、充填剤の含有量は、想定される最終用途を考慮して選択される。充填剤含有組成物からなる物品は、安全な上限温度を越えたり、オーブンに損傷を起こしたりすることなく、約１〜約２０分の正常な加熱サイクルに耐えられるのが好ましい。
【００３２】
食物接触用途に適し、加水分解又は食物成分による他の作用に対し抵抗性のある一層高温の樹脂から選択された樹脂を含有する組成物については、マイクロ波感応性充填剤の使用量は、充填剤と重合体との合計重量に基づき、好ましくは約０．１〜約１０．０重量％、一層好ましくは約０．２〜約５重量％、更に一層好ましくは約０．５〜約５重量％の範囲にある。黒鉛炭素繊維を含有する一層伝導性の充填剤は、これらの好ましい範囲の下限でのレベル、好ましくは約０．５〜４重量％の量で用いられることは認められるであろう。充填剤は単独又は組合せて用いることができる。例えば、粉砕炭素繊維は顔料級カーボンブラックと一緒にし、魅力的な色及び外観と共に希望の熱的性質を有する適当に着色した組成物を与えるようにすることもできる。
【００３３】
高温樹脂及びマイクロ波感応性充填剤の外に、本発明による組成物は、タルク又は他の鉱物充填剤及び補強用充填剤、非伝導性繊維等のようなマイクロ波感応性充填剤とは考えられない他の添加剤及び成分を、樹脂配合成形技術で一般的なやり方に従い高温強度及び堅さを含めた機械的性質を改良するのに充分なレベルで含有していてもよい。熱的安定化剤、可塑剤、紫外線安定化剤、潤滑剤、離型剤、着色剤、及び重合体成形技術で一般に用いられている他の添加剤及び成分を、希望に従い含有させることもできる。注目すべきこととして、もし含有させる場合、そのような用途で許容できると見做される品種の添加剤成分だけが用いられることは分かるであろう。
【００３４】
高温樹脂及びマイクロ波感応性充填剤は、用いてもよい他の添加剤成分と一緒に、よく知られた広く実施されている方法及び手順に従い、重合体混合技術で一般に用いられている標準的装置を用いて混合及び押出しすることができる。本発明の重合体組成物は、更に射出成形、吹き込み成形、加熱成形、溶融押出し等を含めたプラスチック製造技術で一般に用いられている方法及び常套手段を用いて炊事用具及び同様な物品を形成するように更に加工する。本発明による炊事用具は慣用的な形態、例えば、鍋、トレイ、シート、皿、ボール、カセロール皿、ピザストーン、或は別の型の炊事用具の形態を取ることができる。トレイ、シート等は、本発明の組成物から容易に製造され、極めて多種類の料理及びベーキング用途に適していることが判明している。従って、そのような物品は炊事用具の最も好ましい形態であろう。
【００３５】
【実施例】
次の実施例の配合物を製造するのに用いた成分には、次のものが含まれる：
【００３６】
例１〜４及び比較例
本発明による配合物を、対照配合物と共に調製し、成形して３ｉｎ×２ｉｎ×１／８ｉｎの厚い板を与え、熱的試験にかけた。それらの組成物を下の表Ｉに要約する。それらの配合物は、更に、ＬＣＰ、タルク及び炭素繊維の合計重量１００部に基づき、着色剤として、顔料級の０．２５ｐｐｈの二酸化チタン、０．３２ｐｐｈのチャンネルブラック、０．５５ｐｐｈのケリーグリーン（Ｋｅｌｌｙ Ｇｒｅｅｎ）、及び２．０ｐｐｈのライトファースト・イエロー（Ｌｉｇｈｔｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ）を含有していた。
【００３７】
【００３８】
１０００ワット規格のマイクロ波オーブン中に板を入れ、マイクロ波輻射線に１０分間曝した。例１〜４の板は触れることにより決定して高い温度に到達した。比較例の板は余り温度が上昇しなかった。
【００３９】
例１及び２で示したのと実質的に同じ組成物から更に別の板を成形した。それら成形板を用いてパン生地クラスト及びトッピングからなる商業的ピザを料理し、トッピングはチーズ及びトマトをベースにしたソースからなっていた。約５分加熱した後、ピザは適切に料理されたトッピングと共に許容可能に褐色化した表面を持つことが判明した。
【００４０】
例５〜１１
本発明による更に別の配合物を調製し、成形して３ｉｎ×２ｉｎ×１／８ｉｎの厚い板を与え、熱的試験にかけた。１０００ワット規格のマイクロ波オーブン中にそれら成形した板を入れ、夫々の表面温度を、夫々マイクロ波輻射線に曝しながら熱電対で測定した。２００℃に到達し、次に２６０℃を越えるのに必要な全時間を記録した。
【００４１】
組成物及び試験結果を下の表ＩＩに要約する。
【００４２】
【００４３】
２６０℃の限界温度を越えることなく、１０分より長い時間試験板を維持するためには、感応性充填剤が、樹脂、繊維及びタルクの合計重量の約２．５重量％、又は樹脂及び炭素繊維の合計重量に基づき４．４重量％より少ない量になる必要があることが分かるであろう。カーボンブラックは幾らか伝導性であり、従って、マイクロ波加熱を受けることができるので、増大した量のカーボンブラックを含有する組成物を評価した。
【００４４】
例１２〜２１
本発明による更に別の配合物を調製し、成形して３ｉｎ×２ｉｎ×１／８ｉｎの厚い板を与え、熱的試験にかけた。１０００ワット規格のマイクロ波オーブン中にそれら成形した板を入れ、夫々の表面温度を、夫々マイクロ波輻射線に曝しながら熱電対で測定した。２００℃に到達し、次に２６０℃を越えるのに必要な全時間を記録した。
【００４５】
組成物及び試験結果を下の表ＩＩＩに要約する。
【００４６】
【００４７】
１．２重量％の炭素繊維及び１．４ｐｐｈのカーボンブラックを含有する更に別の試料を成形し、試験し、３．２５分の加熱時間を生じた。
【００４８】
例１３〜２１の試料と、１重量％の炭素繊維及び０．３２ｐｐｈのカーボンブラックを含有し、１０分を越える加熱時間を有する例６の試料の加熱挙動を比較されたい。カーボンブラックの含有量を増大すると、加熱速度を著しく増大したことが認められるであろう。しかし、炭素繊維含有量及びカーボンブラック含有量の僅かな変化は、加熱時間にむしろ不規則な差を生じることは明らかであろう。一般に、これらの差は、用いた測定技術の誤差範囲内に入ると思われ、少なくとも一つには試験試料内のカーボンブラックと繊維の不均一な分散によって生ずるように思われる。
【００４９】
感応性充填剤として炭素繊維だけを含有し、即ち、カーボンブラックを含有しない組成物も調製し、評価した。
【００５０】
例２２〜２８
本発明による更に別の配合物を調製し、例５〜１１の場合のように成形して３ｉｎ×２ｉｎ×１／８ｉｎの厚い板を与え、熱的試験にかけた。１０００ワット規格のマイクロ波オーブン中にそれら成形した板を入れ、夫々の表面温度を、夫々マイクロ波輻射線に曝しながら熱電対で測定した。２００℃に到達し、次に２６０℃を越えるのに必要な全時間を記録した。
【００５１】
組成物を下の表ＩＶに要約する。
【００５２】
【００５３】
液晶重合体又はポリエステル樹脂及び黒鉛炭素繊維からなる組成物について、樹脂及び繊維の合計重量に基づき約２重量％のレベルの炭素繊維が、ピザ等を料理するのに適切である。
【００５４】
このように本発明は、食料品、特にピザ等をマイクロ波処理するのに用いられる炊事用具に関し、そのための高温樹脂及び輻射線吸収性充填剤、好ましくは炭素繊維を含有する充填組成物に関することが分かるであろう。一般に本発明の組成物は、マイクロ波感応性充填剤と共に、少なくとも１８０℃の結晶溶融温度Ｔｍを有する高温重合体、好ましくは結晶質又は半結晶質重合体を含有する。特に適しているのは、約２００℃〜約３５０℃のＴｍを有する液晶重合体、及び加熱に有効な量、好ましくは約０．２〜約５重量％の粒子状態の炭素繊維、好ましくは黒鉛化炭素繊維からなる組成物である。本発明の組成物は、樹脂配合技術で一般に用いられている方法及び常套手段に従い、顔料、着色剤、熱的安定化剤、酸化防止剤等と同様、改良された機械的性質を与えるのに必要なタルク等を含めた付加的充填剤を更に含有していてもよい。
【００５５】
本発明の組成物は、炊事用具の製造及び食物の調理で用いられる成形物品に有用であり、特にマイクロ波調理器に有用である。そのような炊事用具は、その炊事用具を用いた食物調理方法と同様、ここに開示し説明した本発明の範囲内に入るものと考えられる。本発明の態様を特定の実施例の形で記述してきたが、これらの態様は本発明を例示するために与えられておりそれを限定するものではない。教示したことの更に一層の修正及び適用は、当業者に容易に明らかになるであろうが、それらは特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲内に入るものと考えられる。[0001]
This application is a provisional application filed on October 29, 1999, U.S. Pat. 60 / 162,461.
[0002]
The present invention relates to cooking utensils, and more particularly to cooking utensils useful in microwave ovens. More particularly, the present invention relates to cooking utensils used for microwave treatment of foodstuffs, especially pizzas and the like, and filling compositions therefor containing high temperature resins and radiation absorbing fillers, preferably carbon fibers.
[0003]
The filling composition according to the invention absorbs microwave energy and is thereby heated. Such compositions are particularly useful for making oven cooking utensils adapted for cooking food in microwave ovens, such as cooking trays, sheets, pots, dishes, casserole, and the like.
[0004]
(Background technology)
Conventional methods of heating and cooking food, whether grilled, boiled, baked, or fried, provide external heat to the food. The food surface is heated, creating a temperature gradient from the surface to the interior. Heat is transferred by heat diffusion from the surface into the interior, with the coldest approaching the overall hottest temperature over time. When the internal temperature approaches the desired final temperature, the cooking or heating process is completed. The maximum food temperature is limited by the temperature of the heating medium. For example, food immersed in water at ambient pressure approaches the boiling point of water, 100 ° C., and no more.
[0005]
The surface of food that is cooked by conventional heating methods is maintained at the highest temperature and is therefore heated for the longest time. Generally, food surfaces will have the appearance and texture characteristic of the method of cooking. For example, grilled meat has a burnt surface, baked bread has crust, and fried food is crispy. Although the details vary from culture to culture, food acceptance is different depending on whether or not it has the appropriate surface appearance, based on preferences that have been developed or learned over the years.
[0006]
Recently, microwave heating has been used for cooking and reheating food, and is widely accepted because it heats food quickly and is easy to use. In microwave heating, food is exposed to high frequency electromagnetic waves. Water molecules contained in food, due to their bipolar nature, tend to follow the very high frequency oscillations of the electric field associated with electromagnetic waves and are thereby heated. No further heating occurs if there is no or little water in the food, or if the water is substantially lost due to evaporation.
[0007]
In household and school food microwave ovens, the food is not heated above about 100 ° C., but the temperature is high enough to reheat the cooked food, and most Cook food properly. However, microwave heating tends to soften food and cause undesirable changes in tissue. The browning and other surface effects obtained with conventional recipes, which are essential for acceptance, cannot be directly reproduced by microwave heating. The food surface does not reach the high temperatures created by conventional cooking methods. In fact, the surface of food heated in a microwave oven is often cooled to a lower temperature than the interior due to external cooling. Therefore, food cooked in a microwave oven does not resemble that obtained in conventional cooking methods, and even if it is completely cooked and safe to eat, it doesn't seem to taste good and tastes good. It may seem so.
[0008]
One of the most popular frozen entrées is pizza, which consists of a lower crust layer of dough and an upper topping layer containing a mixture of various ingredients, generally cheese, tomato sauce, and meat. Topping materials are selected to provide a variety of products for the general public as consumers. Generally, crusts are baked and toppings are added in an uncooked, normally frozen state to extend their shelf life. In order for the consumer to be best accustomed to taste and texture, such layered food products or articles must be thawed and some heating device to restore the desired reconstituted tissue and condition. It is better to bake. Due to the characteristics of the crust, high quality reconstitution is achieved only by heating in a convection oven. A standard convection oven produces a crispy, high quality crust that becomes crispy with toppings cooked to recreate a new homemade pizza.
[0009]
The method of reconstituting pizza by microwave heating has yielded pizzas with a compromised final quality, compared to pizza reconstituted only in a convection oven, and has been less satisfactory. Using a microwave oven to bake or cook frozen pizza reduces cooking time, but the tissue degrades and the crust has little crunchy or crunchiness. Generally enough heat to make the crust crisp tends to overcook the toppings. When you eat pizza late, the crust becomes hard and brittle, and the product generally loses its elasticity and becomes leather-like, moving the hot sauce-forming part of the topping into the pores of the previously baked crust Will be.
[0010]
The loss of crispness and texture when reheating food, including pizza, has been addressed by packaging design. Such packages include ribs or protrusions to support the foodstuff inside and circulate air to remove steam from the surface. Materials used in such packaging are often thermoplastic sheet materials that contain radiation absorbing fillers, such as carbon black, graphite particles, ground carbon fiber particles, and the like. The filler absorbs microwave energy and undergoes dielectric heating, thereby increasing the temperature of the container or package. Such packaging continues to transfer heat to the food even after the microwave irradiation process is completed, reducing the occurrence of cold spots in the food, promoting drying and making it crunchier.
[0011]
A packaging design particularly suitable for use in reheating the pizza has a microwave susceptor sheet on or away from the bottom wall of the microwave oven serving as a plate or platform. The susceptor generally consists of a layered sheet material having a layer with a metallized surface for absorbing microwave energy or a layer formed from another conductive material. When placed in the microwave oven's energy field, the susceptor is subjected to induction heating and reaches temperatures above 100 ° C., and therefore can be designed to remove moisture, promote drying during heating, and be more crisp. it can.
[0012]
Materials reported in the art for making such improved packaging generally include cellulosic sheet materials and filled thermoplastics, which include polyethylene, polypropylene, and polyester, such as , Polyethylene terephthalate and the like. The improved packaging may have some ability to generate the high temperatures necessary to brown and similarly treat food, but generally the packaging is at moderate temperatures, i.e., less than about 100 ° C. It has been intended for use in reheating pre-cooked foods that require cooking and crisping of foods that can be successfully processed at temperatures not exceeding.
[0013]
Filled ceramic composite materials that can achieve high temperatures when irradiated with microwave energy are also known. For example, it has been reported to use a self-heating structure made of silicon carbide filled with a microwave susceptible filler such as carbon fiber, alumina fiber or the like in microwave cooking. When irradiated in a microwave oven, these self-heating structures reach temperatures as high as 500 ° C. The food surface in contact with such a container is thereby heated almost as quickly as in a conventional oven, while at the same time rapidly raising the internal temperature by microwave heating and cooking the food. The food product obtained in this way is generally cooked properly and at the same time gives the desired browned or burnt surface. Similar structures have been used to process pizza. In this case, the used self-heating glass ceramic disk or plate is irradiated with microwaves and preheated to a temperature close to 300 ° C. The raw pizza base or crust is placed on a plate and pre-cooked, thereby pasteurizing the crust to give a crispy or browned lower surface. The base is then removed from the plate, topped and stored later in a conventional convection oven for final cooking.
[0014]
Glass-ceramic plates are generally somewhat friable, susceptible to damage and destruction, heavy, and therefore difficult to use and inconvenient to store. Furthermore, filled ceramic materials, especially fiber-filled silicon carbide structures, require complex operations to manufacture and cannot be easily formed into attractive household products.
[0015]
Thus, the convenience of a microwave oven is that consumers can quickly and easily reheat cooked food simply by removing the frozen food from the consumer's freezer and heating it in the microwave oven. It is in. Heating and cooking in a microwave oven has been more limited to treating foods with gravy, sauces and the like and soft foods that do not need to be browned or crisp. An improved material that allows microwave heating to be used to heat or cook food that needs to be browned and crispy, for example, pizza, hash brown potatoes, fried elongated fish, etc. And there is still a great need in the art for culinary household items and containers made of such improved materials.
[0016]
(Disclosure of the Invention)
The present invention is an improved polymer composition suitable for use in food-cooking applications, which is suitable for use as at least one high temperature polymeric material and a heating effective amount of a microwave temperature increasing material. And a composition comprising at least one microwave-sensitive filler. The compositions of the present invention are useful for providing cooking utensils suitable for microwave use, and thus the present invention further relates to microwave cooking utensils and methods of making such cooking utensils. The invention also relates to a method of cooking food by placing food in or on a cookware containing at least one high temperature polymeric material and a heating effective amount of at least one microwave sensitive filler. Can be seen as a thing.
[0017]
As used herein, the term "heating-effective amount" refers to the temperature of a cooking utensil containing the filler when exposed to microwave radiation, the food placed in or on the cooking utensil. A microwave sensitive material that heats, cooks, or preferably browns, but raises to a temperature that does not result in melting or excessive softening of the polymeric material during such heating, cooking, or browning Means the amount of sexual filler.
[0018]
(Detailed description of the present invention)
The improved polymer composition according to the present invention is a filled polymer containing a high temperature polymer and a microwave sensitive filler.
[0019]
The high temperature polymers or resins useful in forming the compositions and cooking utensils of the present invention are typically needed to cook food, especially to heat the food to a temperature suitable for browning its surface. It is a polymer having high temperature properties sufficient to withstand extreme temperatures. A crystalline or partially crystalline thermoplastic polymer having a melting point (Tm) of at least about 140 ° C, preferably at least about 200 ° C, most preferably at least about 250 ° C, and at least about 140 ° C, preferably at least about Amorphous thermoplastic polymers having a glass transition temperature (Tg) of 200 ° C, more preferably at least about 250 ° C, are generally suitable for the purposes of the present invention. In general, when it is desired to quickly brown meat by exposure to heat for a short time, the temperature may exceed 250 ° C. and reach as high as 350 ° C. or higher. It is necessary to use a conductive resin or the like. It will be appreciated that such resins are also useful as long as the thermal decomposition temperature of the resin is higher than the intended use temperature, ie, higher than about 250-350 ° C.
[0020]
Tg and Tm have been conventionally determined in the art as polymer pyrolysis temperatures using standardized thermogravimetric analysis. For the purpose of describing and characterizing the composition according to the invention, it is convenient to use a differential scanning calorimetry (DSC) method performed at a heating rate of 20 ° C./min.
[0021]
Polymers having high temperature properties suitable for use in the practice of the present invention include poly (aryl ether sulfones), polysulfones, aromatic polyesters, polycarbonates, poly (aryl ether ketones), polyetherimides, aliphatic, partially Aromatic polyamides and polyimides, especially aromatic polyimides, etc. are included. Particularly preferred are aromatic polyesters and poly (aryl ether sulfones).
[0022]
Poly (aryl ether sulfones) are well known in the art. Suitable commercial examples of such polymers include Udel and Radel thermoplastic polymers available from BP Amoco Polymers, Inc. Poly (aryl ether sulfones) that have been found to be useful in the practice of the present invention have been further described in the art, for example, in US Pat. No. 4,293,670 and Canadian Patent No. 847,963. It is described in the specification. Aromatic polyesters, particularly liquid crystalline aromatic polyesters, useful in the practice of the present invention are also well known in the art and include, for example, the Xydar liquid crystal polymer commercially available from BP Amoco Polymers. Particularly useful and suitable are Xidal SRT-400 and Xidal SRT-900 liquid crystal polymers. These xidal thermoplastic polymers are wholly aromatic polyesters made by polymerizing a mixture of terephthalic acid, isophthalic acid, and p-hydroxybenzoic acid with biphenol. Aromatic polyesters suitable for use in the present invention and methods for their preparation are described in U.S. Patent Nos. 3,637,595, 4,503,168, 4,563,508, and 4,626. 557.
[0023]
Polyetherimides are also well known high temperature polymeric materials, suitable for use, and commercially available polyetherimides include Ultem heat, manufactured by General Electric Co. Plastics are included. Still other polyetherimides and methods for their preparation are described in U.S. Pat. Nos. 4,293,670 and 4,503,168.
[0024]
Poly (aryl ether ketones) useful in the practice of the present invention are commercially available from BP Amoco Polymers, Inc. and Victrex. Examples of useful poly (aryl ether ketones) and methods for their preparation are described, for example, in US Pat. No. 4,713,426.
[0025]
Aromatic and partially aromatic polyamides have also been found to be useful in the practice of the present invention. Such polyamides are commercially available from BP Amoco Polymers under the name Amodel and include methods for preparing aromatic and partially aromatic polyamides as well as suitable aromatic and partially aromatic polyamides. Examples of such polyamides are disclosed in reissued U.S. Patent No. 34,447. Aromatic polycarbonates have also been found to be useful in certain applications according to the present invention and are commercially available from General Electric under the name Lexan and also available from Bayer Corporation. . Polycarbonates and their method of manufacture are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,018,750, 4,123,436, and 3,153,008. The U.S. and Canadian patents listed above are hereby incorporated by reference in their entirety.
[0026]
It will be appreciated that when used, the composition according to the invention will come into direct contact with the food to be heated. Foods, especially those that are wet or produce juices and other fluids when heated, extract and dissolve low molecular weight components from the resin formulation, including plasticizers, residual monomers, stabilizing additives, etc. Tend to. Further, some resins are hydrolyzed by acidic or strongly alkaline food components and moisture, and may even react chemically with food components at elevated temperatures. Accordingly, the resin formulation is selected to be resistant to such interactions with food, and if included, resins and fillers of the type deemed acceptable for such applications. It is necessary that only the additive component be included. Generally, plastic materials intended for use in food contact applications are provided by resin manufacturers as special varieties formulated to be suitable for food use. As with polyethylene terephthalate, low temperature thermoplastics, including polyethylene and polypropylene, are also widely available for approved food uses. Varieties of xidal liquid crystal thermoplastics that are considered suitable for food contact are also available, and are suitable for other high temperature thermoplastics including poly (aryl ether sulfone), polycarbonate, and polyetherimide. Varieties are also available.
[0027]
The generally described microwave-sensitive fillers are electrically conductive particles that absorb microwave energy and are thereby heated. Fillers suitable for use in the practice of the invention include, for example, elemental metals, such as powdered elemental iron, tin, copper, aluminum, silver, etc., or as oxides. , Finely divided metal. For example, metal salts such as hydroxides, halides, eg, chlorides or bromides, sulfates, etc., have also proven useful. Preferably, such components are insoluble and do not undergo leaching when immersed in water, such as during a cleaning operation, or by food.
[0028]
Particulate carbon, especially carbon fibers, is particularly suitable for use as a microwave-sensitive filler. Carbon in the form of carbon black or similarly finely divided particles may be used. Even more preferred is carbon which is at least partially, for example, at least about 50% by weight, more preferably at least about 75% by weight, graphite, even more preferably substantially entirely graphite, and most preferably Carbon in granular form.
[0029]
Particularly useful are carbon fibers made from synthetic raw materials or pitch, such as polyacrylonitrile (PAN) fibers. Easily obtainable from commercial producers graphitized pitch-based carbon fibers containing at least about 50% by weight of graphite carbon, more preferably greater than about 75% by weight, substantially up to 100% graphite carbon Can be. Highly graphitic carbon fibers that are particularly suitable for use in the practice of the present invention also have highly conductive characteristics, and may have from about 80 to 120, more preferably from about 100 to about 115 million pounds per square inch, That is, × 10 6 lb / in 2 Such fibers having a modulus of (MSI) are commonly supplied.
[0030]
The carbon fibers may be used as chopped carbon fibers or in other particulate states such as can be obtained by grinding or grinding the fibers.
[0031]
The amount of the microwave-sensitive filler used in the composition according to the invention depends in part on the nature of the filler chosen. More highly conductive fillers, such as highly graphitized carbon fibers and metals, are used in lesser amounts than less sensitive fillers, including carbon black, metal oxides, etc. Will be. Generally, the amount used will cause the temperature of the cooking utensil surface in contact with or in proximity to a pizza or other food item to brown or brown without causing undesirable burning or damage to the cooking utensil Selected to be high enough to Suitable surface temperatures for these purposes range from about 180 ° C. to high use temperatures of the resin component, preferably from about 200 ° C. to about 260 ° C. While it is considered essential to quickly reach the browning or cooking temperature, compositions containing excessive amounts of sensitive fillers will continue to raise the temperature rapidly and will be safe for such ovens. Temperatures may reach higher than expected. In addition, compositions with a high content of conductive fillers have a tendency to reflect microwave radiation, which can cause oven damage. Therefore, the content of the filler is selected in consideration of the expected end use. Preferably, the article comprising the filler-containing composition can withstand a normal heating cycle of about 1 to about 20 minutes without exceeding the safe upper temperature limit or damaging the oven.
[0032]
For compositions containing a resin selected from higher temperature resins that are suitable for food contact applications and that are resistant to hydrolysis or other effects of food components, the amount of microwave sensitive filler used will be Preferably from about 0.1 to about 10.0% by weight, more preferably from about 0.2 to about 5% by weight, even more preferably from about 0.5 to about 5% by weight, based on the total weight of the agent and the polymer. % Range. It will be appreciated that more conductive fillers containing graphite carbon fibers are used at levels at the lower end of these preferred ranges, preferably in amounts of about 0.5-4% by weight. Fillers can be used alone or in combination. For example, ground carbon fibers may be combined with pigment grade carbon black to provide a suitably colored composition having the desired thermal properties with an attractive color and appearance.
[0033]
Besides high temperature resins and microwave sensitive fillers, the compositions according to the present invention are considered microwave sensitive fillers such as talc or other mineral fillers and reinforcing fillers, non-conductive fibers, etc. Other additives and ingredients not included may be included at levels sufficient to improve mechanical properties, including high temperature strength and firmness, in accordance with practices common in the resin compounding art. Thermal stabilizers, plasticizers, UV stabilizers, lubricants, mold release agents, colorants, and other additives and components commonly used in polymer molding techniques can be included as desired. . It should be noted that if included, only those additive components of the variety deemed acceptable for such applications are used.
[0034]
The high-temperature resin and microwave-sensitive filler, along with other additive components that may be used, follow standard well-known methods and procedures well known in the art, and are commonly used in polymer mixing techniques. It can be mixed and extruded using equipment. The polymer compositions of the present invention can also be used to form cooking utensils and similar articles using methods and conventional means commonly used in plastics manufacturing techniques, including injection molding, blow molding, heat molding, melt extrusion, and the like. And further processing. Cooking utensils according to the present invention can take the conventional form, for example, pots, trays, sheets, dishes, bowls, casserole dishes, pizza stones, or other types of cooking utensils. Trays, sheets and the like are easily produced from the compositions of the present invention and have been found to be suitable for a wide variety of cooking and baking applications. Thus, such an article would be the most preferred form of cooking utensil.
[0035]
【Example】
The components used to make the formulations of the following examples include the following:
[0036]
Examples 1-4 and Comparative Examples
A formulation according to the invention was prepared with a control formulation and molded to give a 3 inch × 2 inch × １ ／ inch thick plate and subjected to thermal testing. The compositions are summarized in Table I below. The formulations further comprise, as colorants, pigmentary grade 0.25 pph titanium dioxide, 0.32 pph channel black, 0.55 pph Kelly Green (based on 100 parts total weight of LCP, talc and carbon fibers). Kelly Green) and 2.0 pph of Lightfast Yellow.
[0037]
[0038]
The plate was placed in a 1000 watt standard microwave oven and exposed to microwave radiation for 10 minutes. The plates of Examples 1-4 reached high temperatures as determined by touch. The temperature of the plate of the comparative example did not rise so much.
[0039]
Yet another plate was formed from substantially the same composition as shown in Examples 1 and 2. The shaped plates were used to cook a commercial pizza consisting of a dough crust and toppings, which consisted of cheese and tomato based sauces. After heating for about 5 minutes, the pizza was found to have an acceptably browned surface with properly cooked toppings.
[0040]
Examples 5 to 11
Yet another formulation according to the present invention was prepared and molded to give a 3 inch × 2 inch × １ ／ inch thick plate and subjected to thermal testing. The molded plates were placed in a 1000 watt standard microwave oven, and the surface temperature of each was measured with a thermocouple while each was exposed to microwave radiation. The total time required to reach 200 ° C. and then exceed 260 ° C. was recorded.
[0041]
The compositions and test results are summarized in Table II below.
[0042]
[0043]
In order to maintain the test plate for more than 10 minutes without exceeding the 260 ° C. threshold temperature, the sensitive filler should contain about 2.5% by weight of the total weight of resin, fiber and talc, or resin and carbon. It will be appreciated that less than 4.4% by weight based on the total weight of the fibers needs to be achieved. Compositions containing increased amounts of carbon black were evaluated because carbon black is somewhat conductive and therefore can be subjected to microwave heating.
[0044]
Examples 12 to 21
Yet another formulation according to the present invention was prepared and molded to give a 3 inch × 2 inch × １ ／ inch thick plate and subjected to thermal testing. The molded plates were placed in a 1000 watt standard microwave oven, and the surface temperature of each was measured with a thermocouple while each was exposed to microwave radiation. The total time required to reach 200 ° C. and then exceed 260 ° C. was recorded.
[0045]
The compositions and test results are summarized in Table III below.
[0046]
[0047]
Yet another sample containing 1.2 wt% carbon fiber and 1.4 pph carbon black was molded and tested, resulting in a heating time of 3.25 minutes.
[0048]
Compare the heating behavior of the samples of Examples 13-21 with the sample of Example 6 containing 1% by weight of carbon fiber and 0.32 pph of carbon black and having a heating time of more than 10 minutes. It will be noted that increasing the content of carbon black significantly increased the heating rate. However, it will be apparent that slight changes in carbon fiber content and carbon black content will result in rather irregular differences in heating times. In general, these differences will fall within the error bounds of the measurement technique employed, and will appear to be caused at least in part by the non-uniform distribution of carbon black and fibers in the test sample.
[0049]
A composition containing only carbon fibers as a sensitive filler, that is, containing no carbon black, was also prepared and evaluated.
[0050]
Examples 22 to 28
Yet another formulation according to the present invention was prepared and molded as in Examples 5-11 to give a 3 inch × 2 inch × １ ／ inch thick plate and subjected to thermal testing. The molded plates were placed in a 1000 watt standard microwave oven, and the surface temperature of each was measured with a thermocouple while each was exposed to microwave radiation. The total time required to reach 200 ° C. and then exceed 260 ° C. was recorded.
[0051]
The compositions are summarized in Table IV below.
[0052]
[0053]
For compositions consisting of liquid crystal polymer or polyester resin and graphite carbon fiber, a level of about 2% by weight carbon fiber based on the total weight of the resin and fiber is suitable for cooking pizzas and the like.
[0054]
Thus, the present invention relates to cooking utensils used for microwave treatment of foodstuffs, especially pizzas and the like, and to a filling composition containing a high-temperature resin and a radiation-absorbing filler, preferably carbon fiber, for that purpose. You will understand. In general, the compositions according to the invention comprise a high-temperature polymer, preferably a crystalline or semi-crystalline polymer, having a crystal melting temperature Tm of at least 180 ° C., together with a microwave-sensitive filler. Particularly suitable are liquid crystal polymers having a Tm of about 200 ° C. to about 350 ° C., and a heating effective amount, preferably about 0.2 to about 5% by weight of particulate carbon fibers, preferably graphite. It is a composition comprising carbonized fibers. The compositions of the present invention provide improved mechanical properties as well as pigments, colorants, thermal stabilizers, antioxidants, etc., according to methods and conventional means commonly used in resin compounding techniques. Additional fillers, including the necessary talc and the like, may also be included.
[0055]
The compositions of the present invention are useful for shaped articles used in the manufacture of cooking utensils and food preparations, especially for microwave cookers. Such cooking utensils, as well as methods of cooking food using the cooking utensils, are considered to fall within the scope of the invention disclosed and described herein. While the embodiments of the present invention have been described in the form of specific examples, these embodiments are provided to illustrate the invention and not to limit it. Further modifications and adaptations of the teachings will be readily apparent to those skilled in the art, but they are considered to fall within the scope of the invention as defined by the claims.
