JPH04135198U - マイクロ波吸収発熱シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電子レンジ調理において、レンジのマイクロ
波を吸収して発熱することにより食品を外部より加熱調
理するマイクロ波吸収発熱シートを提供する。 【構成】 シート状基材１の上に結晶質炭素を主成分と
する導電性被膜２を形成させるマイクロ波吸収発熱シー
ト。 【効果】 軽量、安価で、発熱特性に優れ、製造容易な
発熱シートを提供することができる。また、可とう性が
あり、食品の形状にあわせて変形することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子レンジ中でマイクロ波のエネルギーを吸収することにより発熱す るマイクロ波吸収発熱シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電子レンジは、照射されたマイクロ波が被調理物中に含まれる水などの分子に より吸収され、調理物が直接内部より加熱される性質を利用して調理するもので あり、一般に短時間で調理できるという利点を有する。その反面、オーブン、ガ スレンジ、電熱器などの外部からの加熱のように食品表面を焼き焦がしたりする ことができない。

【０００３】 上記欠点を解決するため、フェライトやＳｉＣ、金属、チタン酸バリウムなど のマイクロ波を吸収して発熱する物質を利用して食品に焦げ目をつけたりするこ とができる発熱体、発熱容器が考案されており、フェライトや炭化珪素などの焼 結体あるいは焼結体を組み込んだ陶磁器、さらにはこれらの粉末等を基材に被膜 したものなどが考案されている。

【０００４】 しかし、これらの発熱体は発熱特性が不十分であったり、急激な発熱による熱 衝撃に耐えられなかったり、高価格で重量も重いなど問題点が多い。

【０００５】 一方、耐熱紙や耐熱樹脂フィルム等にアルミニウムなどの金属蒸着を施した発 熱シートが考案されているが、その蒸着厚みをかなり薄くする必要があり、薄膜 状であるため均一に厚みを制御するのが難しく、また蒸着膜厚が変化した場合、 その発熱特性も大きく変化するため、安定した発熱量を得にくいという欠点があ る。

【０００６】

【考案が解決する課題】 本考案はかかる点に鑑みてなされたもので軽量で可とう性があり、発熱特性に 優れ、しかも安価なマイクロ波吸収発熱シートを提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、次の手段によって解決される。すなわち、

【０００８】 （１）シート状基材上に結晶質炭素を主成分とする導電性被膜が形成されて なることを特徴とするマイクロ波吸収発熱シート。

【０００９】 （２）該導電性被膜中の結晶質炭素の含有体積％が１５％以上であることを 特徴とする上記（１）に記載の発熱シート。

【００１０】 （３）該被膜層とシート状基材との間あるいは被膜層の上面にマイクロ波透 過性の無機被膜層が積層されてなることを特徴とする上記（１）、（２）に記載 の発熱シート。

【００１１】 （４）該被膜の膜厚が５μｍ〜４００μｍであることを特徴とする上記（１ ）、（２）、（３）に記載の発熱シート。

【００１２】 （５）該被膜が小面積に分割された区域に互いに連続しない様な配列で形成 されてなる構造の発熱シートにおいて、その連続した面積が５×５〜６０×６０ ｍｍあることを特徴とした上記（１）、（２）、（３）、（４）に記載の発熱シ ート。

【００１３】 （６）該被膜の分割された面積をシート基材上の部位によって変化させるこ とを特徴とする上記（５）に記載の発熱シート。

【００１４】

【作用】

本考案は電子レンジから発せられるマイクロ波をシート状基材に被覆された炭 素を主成分とする導電性被膜が吸収し、その抵抗損失によって熱エネルギーに変 換することで発熱し高温に達するものであり、かかる発熱シートからの伝導熱お よび放射熱によって食品に焦げ目をつけるなどの外部加熱を行うものである。

【００１５】 上記導電性被膜を施すシート状基材は発熱時の高温（２００〜４００℃）に耐 え得る材料であって、マイクロ波透過性材料であるならば難燃紙、耐熱性樹脂フ ィルム、無機繊維紙など幅広く使用できるが、シートがかなりの高温に達する場 合、シート基材に有機分が含まれると有毒ガス、煙、異臭が発生する危険がある ため、完全無機のシートが望ましく、とりわけガラスクロスが比較的安価で可と う性も有しており、実用的である。

【００１６】 上記導電性被膜は結晶質炭素を主成分として構成されるものであって、炭素粉 末あるいは繊維を無機バインダーと混合した塗料をコーティングすることで容易 に形成し得る。

【００１７】 コーティング方法はスクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷など種々の方 法が選択でき限定されるものではない。

【００１８】 従来より炭素は発熱物質として公知のものであるが、本考案の炭素は一般に黒 鉛と称されるものであって、炭素原子が正六角環状に平面的に多数連なった網面 が平行に積み重なった積層体でその積層に規則性を持ち、耐熱性に優れ、酸化さ れにくい結晶質炭素であることを特徴とするものである。

【００１９】 積層に規則性を持たない乱層構造のカーボンブラックやガラス状炭素などのい わゆる無定形炭素では耐熱性に欠け、発熱時に酸素と反応して発煙、特性劣化な どの問題があり、発熱物質として不適合である。また、発熱体の表面抵抗値を１ ０2 〜１０5 Ωになるように形成することで良好な特性が得られることが従来よ り公知の事実として知られているが、本考案においてもこの範囲内であれば良好 な特性を示すものである。

【００２０】 抵抗値と抵抗率および膜厚との間には次の関係式が成立する。

【００２１】 抵抗値＝抵抗率／膜厚

【００２２】 被膜の抵抗率は被覆する塗料の炭素、炭素以外の無機フィラー、バインダーな どの配合割合によって異なり、炭素の含有体積％が増すと抵抗率は小さくなり、 逆に炭素含有体積％が減少すると抵抗率は大きくなる。

【００２３】 目的とする抵抗値を得るためには被膜の抵抗率にあわせた膜厚を得るように調 整すれば良いが、その範囲はおおむね５μｍ〜１，０００μｍである。被膜の厚 みが増すとシート全体の可とう性がなくなり、また無機被膜はもろいという欠点 を有しているため、取り扱い時などに破損する恐れがあることなどから被膜中の 炭素の含有体積％が１５％以上とし、膜厚を５μｍ〜４００μｍとすることが望 ましい。炭素以外の他のフィラーとしてはＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 など無機粉末で あれば、特に限定されるものではない。さらに上記被膜はシートに可とう性をも たせるためにシート全面にコーティングするのではなく、小面積に分割された区 域に、互いに連続しない様な配列で形成させることもできる。その場合、単にシ ートに可とう性を持たせるためだけでなく、発熱特性と被膜の連続面積とが比例 関係にあり、小面積の大きさが大きくなるに従って発熱特性（吸収効率）が向上 することに着目して発熱特性を抑制する場合には被膜の面積を小さく、逆に発熱 量をあげる場合には大きくすることで食品種あるいは量にあわせて容易に発熱量 を調整することができる。

【００２４】 被膜の連続面積は小さすぎると発熱量が小さく効果が無いため、５×５ｍｍ以 上は必要であるが、大きさが６０×６０ｍｍを越えるとシートの可とう性が欠け てくるため、５×５〜６０×６０ｍｍの範囲が最も適している。

【００２５】 また、上記シート基材と導電性被膜層との間にマイクロ波透過性の無機被膜を 中間層として施すことで断熱効果をもたせ、やや耐熱性に欠ける基材でも安全に 使用することを可能にする。

【００２６】 さらに結晶質炭素を主成分とする導電性被膜は黒色であるがために美感に欠け 食品用としてやや視覚的に非衛生感を与え、意匠性に欠けるが、導電性被膜の上 に無機顔料などを添加したマイクロ波透過性無機被膜を施すことで特性を低下さ せることなく意匠性を高めることができる。

【００２７】 上記無機被膜はＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、粘土、ガラスなど特に限定されるもの ではない。

【００２８】

【実施例】

本考案の代表的な実施例を図面により説明する。

【００２９】 第１図から第６図は本考案の代表的な実施例を説明した図である。

【００３０】 第１図から第６図において、１はシート状基材、２は導電性被膜、３は食品お よび食品容器、４は箱状容器、５はマイクロ波透過性無機被膜である。

【００３１】 （１）ガラスクロスの片面に黒鉛粉末をシリカゾル系無機バインダーと混合し て、スクリーン印刷にて第１図の如く１個の連続被膜の大きさを□２５ｍｍとし て互いが連続しないように分割して印刷を行い、２００℃で１Ｈｒ．焼付けを行 い、マイクロ波吸収発熱シートを作成した。

【００３１】 このシートを第２図の構造のように厚紙よりなる箱状容器に接着して、市販の 冷凍グラタンの上面に設置して、家庭用電子レンジで約７分間加熱調理を行った 。

【００３２】 また上記黒鉛粉末の他にＡｌ2 Ｏ3 粉末をフィラーとして加えて、黒鉛の含有 量を変えたものについても同様にテストを行った。

【００３３】 その結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】 表１からあきらかなように抵抗値が１０2 〜１０5 Ω特に１０2 〜１０3 Ω範 囲が良好な結果を示している。

【００３６】 黒鉛の含有Ｖｏｌ％は抵抗率と反比例関係にあり、含有量低下とともに抵抗率 の増加が認められ、含有率が少なくなると適切な抵抗値を得るためには膜厚をか なり厚くしなければならないことがよくわかり、含有率９％のもので１０2 〜１ ０3 Ωにするためには１〜１０ｍの厚さが必要となる。

【００３７】 ガラスクロスの片面に全体としての面積を同じになるように個々の分割された 被膜の面積を□３〜□５０まで変化させた導電性被膜を形成して、家庭用レンジ にて加熱して表面温度を放射温度計により測定した。

【００３８】 尚、レンジ加熱の際、負荷として５００ｃｃの水を同時に加熱して行った。

【００３９】 その結果を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】 ５×５ｍｍ以下では著しく発熱量が小さく、面積が大きくなるに従って発熱量 が大きくなっていることがわかる。

【００４２】 （３）パルプを主成分とする紙ナプキンに水ガラスを含浸させ、酸処理を行い 水洗、乾燥して難燃化処理を施したシートの片面に、まずＡｌ2 Ｏ3 粉末を８０ 部、パーライト２０部をリン酸Ａｌ系バインダーと硬化剤と混合したものを被覆 し、断熱マイクロ波透過性無機被膜を形成せしめ、その上面にキッシュ黒鉛粉末 を同じくリン酸Ａｌ系バインダーにて混合したものを被覆し、導電性被膜を形成 せしめ、第３図構造のようなシートを作成した。このシートの上面に当接するよ うに市販冷凍ピザ（５インチ）を載せ、電子レンジにて約３分調理を行ったとこ ろ、クラフトはキツネ色に焦げ色が付くとともにカリッとした良好なクリスピー 感が得られ、全体としても加熱されすぎることなく、適度に調理された。一方、 シートからも発煙、異臭など全く認められなかった。

【００４３】 （４）ガラスクロスの片面に黒鉛３０部とＦｅ3 Ｏ4 ７０部とを水ガラス系バ インダーで混合したものをスクリーン印刷にて膜厚２００μｍになるように第４ 図の如く、中心部を大きく、周辺部にいくに従って膜の大きさを小さくするよう に印刷して乾燥した後、酢酸２０％水溶液に含浸し、水ガラスをシリカゲル化さ せ、不溶化して被膜を形成せしめ、発熱シートを作成した。このシートの上に市 販の冷凍ピザを載せ、レンジで調理を行ったところ、全面ムラなくクリスピー性 がついて良好な食感を示した。

【００４４】 これと同様に第５図の如く、全面同一の被膜を形成せしめ、テストを行ったと ころ、中心部は焦げ目が付かずしっとりしており、周辺部のみにしかクリスピー 性を付与することができなかった。

【００４５】 （５）（４）と同様の方法で第６図のように部位ごとに被膜の面積を変えたシ ートを作成して、面積の少ないところに食パンを載せ、面積の大きいところにピ ザを載せて同時に調理を行った。

【００４６】 食パンはピザに比べ、負荷が小さく焦げやすいが、シートの発熱量が異なるた め両方同時に調理を行っても同じように適度な焦げ目を付けることができた。

【００４７】 本実施例以外にもランチボックス等、食品種の異なるものを同時に調理する際 に有効と思われる。

【００４８】

【効果】

以上、説明したように本考案の発熱シートは軽量、安価で発熱特性に優れ、製 造方法も印刷の手法が使え、多量生産も容易であり、使い捨てシートとして市販 冷凍食品などとともにパッケージ内に挿入、あるいはパッケージと一体化させて 使用することも可能である。

【００４９】 発熱特性の調整も膜厚だけでなく、炭素含有量と被膜の面積とを共用してコン トロールできるため、食品にあわせた設計が容易である。また、部位によって発 熱量を変えることも容易であるので、均一調理や選択的加熱をすることができる 。

【００５０】 さらに、シートに可とう性をも付与できるため、食品の形状に合わせて変形し て用いることができる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本考案の代表的な実施例を説明した
図である。 １…シート状基材 ２…導電性被膜 ３…食品および食品容器 ４…箱状容器 ５…マイクロ波透過性無機被膜

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状基材上に結晶質炭素を主成分と
   する導電性被膜が形成されてなることを特徴とするマイ
   クロ波吸収発熱シート。
2. 【請求項２】 該導電性被膜中の結晶質炭素の含有体積
   ％が１５％以上であることを特徴とする請求項１に記載
   の発熱シート。
3. 【請求項３】 該被膜層とシート状基材との間あるいは
   被膜層の上面にマイクロ波透過性の無機被膜層が積層さ
   れてなることを特徴とする請求項１、２に記載の発熱シ
   ート。
4. 【請求項４】 該被膜の膜厚が５μｍ〜４００μｍであ
   ることを特徴とする請求項１、２、３に記載の発熱シー
   ト。
5. 【請求項５】 該被膜が小面積に分割された区域に互い
   に連続しない様な配列で形成されてなる構造の発熱シー
   トにおいてその連続した面積が５×５〜６０×６０ｍｍ
   であることを特徴とした請求項１、２、３、４に記載の
   発熱シート。
6. 【請求項６】 該被膜の分割された面積をシート基材上
   の部位によって変化させることを特徴とする請求項５に
   記載の発熱シート。