JP5854905B2 - マイクロ波発熱構造体 - Google Patents
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Description
<マイクロ波発熱構造体>
本発明のマイクロ波発熱構造体は、基材と、該基材の表面に形成されたマイクロ波発熱層とを含むものであって、該マイクロ波発熱層は、樹脂とアルミニウムフィラーとを含み、かつその厚みが50〜500μmであり、該アルミニウムフィラーは、その平均粒子径が1〜30μmであり、かつ該マイクロ波発熱層に30〜95質量%の濃度で含まれることを特徴とする。
本発明のマイクロ波発熱層は、樹脂とアルミニウムフィラーとを含み、かつその厚みが50〜500μm(50μm以上500μm以下)であることを特徴とする。
本発明のマイクロ波発熱層は、アルミニウムフィラーを含む。アルミニウムフィラーは、上記のようにマイクロ波の照射によって発熱するだけではなく該層自体の熱伝導率を向上させることができるという優れた効果を有するとともに、人体に対する安全性、コスト、比重、価格などの諸特性において優れている。このようなアルミニウムフィラーは、後述の樹脂中に分散することにより、マイクロ波発熱層を構成する。
本発明のマイクロ波発熱層は、樹脂を含む。この樹脂は、主として基材上にアルミニウムフィラーを固定する作用を有するものである。このような樹脂としては、該作用を有する限り特にその種類は限定されない。たとえばアクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ニトロセルロース樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。
本発明で用いられる基材としては、特に限定されず、マイクロ波の照射により加熱対象物を加熱することを目的として、上記のマイクロ波発熱層を形成することができるものであればいずれのものも採用することができる。たとえば、紙、樹脂フィルム、プラスチック、セラミックス等を挙げることができる。
本発明のマイクロ波発熱構造体は、マイクロ波により加熱対象物を加熱する種々の用途に使用することができる。中でも、本発明のマイクロ波発熱層が有する上記のような特性に鑑み、本発明のマイクロ波発熱構造体は食品用容器とすることが特に好ましく、このような食品用容器としては、食品全体を覆う形状とすることが好適である。
アルミニウムフィラーの平均粒子径の測定は、使用したアルミニウムフィラーを直接走査型電子顕微鏡により観察することにより算出した。
マイクロ波発熱層の厚みは、マイクロメーターを用いて測定した。具体的には、基材のみの任意の10箇所の厚みを測定しその平均値Aを算出した。次いで、マイクロ波発熱層が形成された基材の部分の任意の10箇所の厚みを測定しその平均値Bを算出した。そして、両者の差(B−A)をマイクロ波発熱層の厚みとした。
マイクロ波発熱層に対してイオンミリング法により断面を露出させ、この断面に対して走査型電子顕微鏡を用いて80000倍以上の倍率で鮮明な画像を取得した。そして、その画像を用いて、任意のアルミニウムフィラー50個について観察し金属酸化物被覆の厚みを求め、その平均値をアルミニウムフィラー表面の金属酸化物被覆の厚みとした。個々のアルミニウムフィラーについて金属酸化物被覆の厚みが不均一である場合は、中庸部分の厚みを測定した。
マイクロ波照射による発熱度合いを測定するために電子レンジ(商品名:「RE-MA1-N 定格高周波出力1000W」、シャープ株式会社製)を用いた。テストピースとして、マイクロ波発熱層を形成した基材(マイクロ波発熱構造体)の一部を10cm×10cmの大きさに切断し、電子レンジ内部の中央にテストピースの中心が重なるように配置した。なお、この配置は、電子レンジ内部の底面の加熱に伴う伝熱の影響を避けるために、アクリル製で四隅に足が付いたテーブルを準備して、このテーブル上にテストピースを置くことにより電子レンジ内部の底面から隔離した状態でテストピースを配置した。
マイクロ波発熱層の熱伝導率を非定常法細線加熱法により測定した。具体的には迅速熱伝導率計(商品名:「QTM−500」、京都電子工業株式会社製)を用いて、上記の発熱測定に用いたのと同様の各テストピースについて3回測定を行ない、その平均値を熱伝導率とした。
金属酸化物被覆処理を施したアルミニウムフィラーの耐水性評価を行なった。この評価は、アルミニウムフィラーと水との反応により発生する水素量を測定することにより行なった。
アルミニウムフィラーとして、アトマイズ法により製造し分級により平均粒子径19.4μmに調整された非フレーク状(すなわち粒状)アルミニウム粉40質量%と、樹脂として、酢酸エチル溶解アクリル系バインダー溶液を固形分換算で60質量%(有効成分32質量%)とを均一に混合分散させることにより、マイクロ波発熱層を構成する樹脂とアルミニウムフィラーとを含んだインキを調製した(マイクロ波発熱層中のアルミニウムフィラーの濃度は40質量%となる)。
実施例1において使用した基材のみを用いて同様の方法によりマイクロ波照射時の発熱測定を行なった。その結果を以下の表1に示す。
アルミニウムフィラーの平均粒子径が異なることを除き、他は全て実施例1と同様にしてマイクロ波発熱構造体を作製し、実施例1と同様の評価を行なった。その結果を以下の表1に示す。
実施例1で用いたインキの処方を調整することにより、アルミニウムフィラーの含有量(マイクロ波発熱層中のアルミニウムフィラーの濃度)が異なることを除き、他は全て実施例1と同様にしてマイクロ波発熱構造体を作製し、実施例1と同様の評価を行なった。その結果を以下の表2に示す。
実施例1においてダイコーターを用いた塗工時のダイと基材との間隔(ギャップ)を調整することにより、マイクロ波発熱層の厚みが異なることを除き、他は全て実施例1と同様にしてマイクロ波発熱構造体を作製し、実施例1と同様の評価を行なった。その結果を以下の表3に示す。
アルミニウムフィラーとして、アトマイズ法により製造し分級により平均粒子径19.4μmに調整された非フレーク状(すなわち粒状)アルミニウム粉600gを準備した。次いで、このアルミニウム粉600gをイソプロピルアルコール1300gに分散させ、攪拌を続けながら温度65℃まで加熱した。この温度に達した時点で、2.3%のアンモニア水490gを加え、さらに攪拌を続けた。その溶液に、有機珪素化合物(商品名:「正珪酸エチル」、多摩化学製)20gと同質量のイソプロピルアルコールから成る混合溶液をゆっくり滴下した。そして、滴下終了後、5分間攪拌を続けた後に濾取してイソプロピルアルコールで十分に洗浄し、その後、温度150℃で12時間乾燥することによりシリカ被覆アルミニウム粉末(すなわち金属酸化物被覆アルミニウムフィラー)を調製した。
実施例19において、有機珪素化合物の添加量を調整することを除き、他は全て実施例19と同様にして金属酸化物被覆アルミニウムフィラーを得、それによりマイクロ波発熱構造体を作製し、実施例19と同様の評価を行なった。その結果を以下の表4に示す。
アルミニウムフィラーを用いない以外は全て実施例19と同様にしてマイクロ波発熱構造体を作製し、実施例19と同様の評価を行なった。
アトマイズ法で調整した平均粒子径3μmの粒状アルミニウム粉末、ミネラルスピリット、脂肪酸を混合したスラリーと鉄製粉砕メディアとをボールミルへ投入し20時間の粉砕を行なうことによりアルミニウム粉のフレーク化処理を行なった。次いで濾過、洗浄、乾燥工程を経ることによって、アルミニウムフィラーとして平均粒子径20.5μmのフレーク状アルミニウム粉末を得た。
表5より明らかなように、実施例26のマイクロ波発熱構造体は、実施例1のマイクロ波発熱と同様の発熱効果を示し、またスパーク等が発生することもなかった。
実施例1のマイクロ波発熱構造体(テストピースを切断していないもの)を用いて、マイクロ波発熱層が食品と接しない外側に配置されるようにして、長方形の皿状(縦191mm×横145mm×深さ35mm)に成形することによって、食品用容器を得た。
実施例27において、マイクロ波発熱構造体の蓋部による覆いを設けないことを除き、他は全て実施例27と同様にして、マイクロ波を照射することによりホワイトソースを加熱し、温度を測定した。その結果を表6に示す。
実施例27において、マイクロ波発熱層を形成していない基材を用いることを除き、他は全て実施例27と同様にして、マイクロ波を照射することによりホワイトソースを加熱し、温度を測定した。その結果を表6に示す。
Claims (4)
- 基材と、該基材の表面に形成されたマイクロ波発熱層とを含むマイクロ波発熱構造体であって、
前記マイクロ波発熱層は、樹脂とアルミニウムフィラーとを含み、かつその厚みが50〜500μmであり、
前記アルミニウムフィラーは、前記樹脂中に分散されており、その平均粒子径が1〜30μmであり、かつ前記マイクロ波発熱層に30〜95質量%の濃度で含まれる、マイクロ波発熱構造体。 - 前記基材は、紙または樹脂フィルムである、請求項1記載のマイクロ波発熱構造体。
- 前記マイクロ波発熱構造体は、食品用容器である、請求項1または2記載のマイクロ波発熱構造体。
- 前記食品用容器は、食品全体を覆う形状を有する、請求項3記載のマイクロ波発熱構造体。
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