KR20090038368A - 조리용 적외선 반사 물질 - Google Patents

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존 제이. 부챌라
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실버라인 매뉴팩츄어링 캄파니 인코포레이티드
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Abstract

본 발명에 의한 제품은 전자레인지에서 식품을 조리할 목적으로 개발되었다. 마이크로 웨이브 식품-용기는 매트릭스 내 금속 미립자들을 포함하고 있다. 본 발명의 구성물은 본래 마이크로 웨이브 방사선으로는 잘 구별되지 않으나, 적외선 방사선의 반사판으로서는 효율적이다. 이것은 더 높은 열의 발생을 촉진시키며, 그래서 조리과정에 도움이 되기 위해 마이크로 웨이브 방사선을 용기에 침투시키는 동안 식품을 향해 적외선 에너지를 다시 반사하므로서 용기 안에서 훨씬 더 골고루 적용된다. 그런 마이크로 웨이브용 포장은 냉동 식품, 원재료 식품, 그리고 원재료 그대로 냉동된 식품의 효율적이고, 빈틈없는 조리를 가능하게 한다.
마이크로웨이브(microwave), 적외선(infrared radiation, IR), 조리, 진공금속증착(vacuum metalized, VM), 필름

Description

조리용 적외선 반사 물질{IR Reflective Material for Cooking}
본 발명은 조리용 적외선 반사물질 및 식품용기에 관한 것이다.
종래의 활성-마이크로 웨이브(active-microwave) 식품 포장지(packaging)는 진공금속증착(vacuum-metalized-VM) 필름을 주 성분으로 한다. 진공금속증착(VM) 필름은 마이크로 웨이브(MW) 서셉터(susceptor)로 작용하고, 마이크로 웨이브 무선 주파수 에너지를 복사열로 전환하기 위해 전자레인지에 사용될 수 있다는 것은 널리 알려져 있다. 이러한 진공금속증착 필름은 독립적인 가열 요소로서 사용될 수 있으나, 마이크로 웨이브 팝콘 백(ACT II Popcorn, Orville Redenbacher's Popcorn) 또는 마이크로 웨이브 난방 슬리브(Hot Pockets)에서 알 수 있는 바와 같이 일반적으로는 종이 또는 판지 기판과 결합된 적층필름으로 사용된다. 활성 마이크로 웨이브 식품 포장지는 다음의 구성요소들을 포함할 수 있다.
1. 크래프트(Kraft) 타입의 종이(왁스 광택으로 코팅될 수 있는). 이것은 외부층이다.
2. 적층 접착제 (일반적으로 물이 주 성분임)
3. 금속화 층* (일반적으로 알루미늄임)
4. 폴리에스테르 층*. 이것은 음식과 접촉하는 내부층이다.
* 층(Layers) 3과 4는 진공금속증착 필름의 기본적인 구성요소들이다(미국 특허 제 6,896,919 B2 및 7,015,442 B2 참조)
현재 활성 마이크로 웨이브 음식 포장지가 전자레인지에서 식품 조리용으로 사용될 수 있다고는 하지만, 가금류 또는 구운고기(roasts)처럼 단백질을 주 성분으로 하는 크기가 큰 식품을 최종 수요자가 조리할 수 있게 한 상업적으로 성공한 제품들은 많지 않았다. 또한, 현재 마이크로 웨이브 포장지 기술은 마이크로 웨이브 서셉터로 작용하며, 마이크로 웨이브 방사선과 상호 작용함에 따라 뜨거워 지는 물질들을 사용하고 있다.
본 발명은 수지등과 같은 매트릭스 및 본질적으로 마이크로 웨이브 서셉터로서의 역할을 수행하지 않고, 적외선(infrared radiation-IR) 에너지 반사 특성을 제공하며 매트릭스 안에 분산된 금속 미립자들을 포함하는 마이크로 웨이브(MW) 조리용 제품을 제공하는 것이다. 상기 제품은 비교적 얇은 필름 형태로 될 수 있다. 본 발명은 또한 필름을 이용한 조리 방법과 상기 제품을 이용하는 식품 용기를 제공하는 것이다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명은 수지등과 같은 매트릭스 및 본질적으로 마이크로 웨이브 서셉터로서의 역할을 수행하지 않고, 적외선(infrared radiation- IR) 에너지 반사 특성을 제공하며 매트릭스 안에 분산된 금속 미립자들을 포함하는 마이크로 웨이브 조리용 제품에 관한 것이다. 예를 들면, 분산된 미립자들은 본질적으로 마이크로 웨이브 에너지를 통과할 수 있다. 하나의 실시예에서, 분산된 미립자들은 이를 테면 일반적으로 1% 미만의 매우 낮은 마이크로 웨이브 방사선 흡수특성을 보여준다. 가장 일반적으로 진공금속증착 필름으로 구성된 종래의 마이크로 웨이브 서셉터 포장지는 대략 입사 마이크로 웨이브 방사선의 최소 25%~50%를 흡수한다. 따라서, 본 발명의 제품은 입사 마이크로 웨이브 방사선의 최소 90%, 더 바람직하게는 최소 95% 그리고 보다 더 바람직하게는 최소 99% 를 통과할 수 있게 하며, 금속 미립자가 없는 바인더 매트릭스에 비해 최소 10% 이상의, 더 바람직하게는 최소 30%의 입사 적외선을 반사한다.
본 발명의 제품은 식품에 가열 효과를 촉진시키기 위해 적외선 방사선을 충분히 반사하는 동안 마이크로 웨이브 발생원으로부터 타깃(target), 이를 테면 마이크로 웨이브 방사선에 의해 가열되거나 조리될 식품까지 마이크로 웨이브 방사선의 투과를 가능하게 한다는 것을 알 수 있다. 본 발명은 전자레인지가 재래식 오븐(conventional ovens)의 질(質)과 동일한 질(質)의 음식을 조리할 수 있게 한다.
FCC는 무선 주파수 스펙트럼의 전자파(radio-wave)와 마이크로 웨이브 부분에 유전체 가열을 위한 다양한 주파수들을 할당하였으며, 산업, 과학, 그리고 의료 브랜드 또는 "ISM"으로도 알려져 있다. 가정용 전자레인지는 독점적으로 2,450 MHz 를 사용한다. 큰 규모의 산업 난방 및 조리용은 일반적으로 915 MHz를 사용한다. 라디오 주파수 범위 내 조리용을 위한 주파수들은 대표적으로 27.12 MHz와 13.56 MHz 이다.
본 발명은 수지 매트릭스에 분산된 금속 미립자들을 이용한다. 분산된 금속 미립자들은 본질적으로 분리되고 나뉘어진다. 다시 말해, 수지 내에서 분산된 금속 미립자 층은 실질적으로 비연속 금속 층이다. 이것은 마이크로 웨이브 조리 목적으로 사용될 때 마이크로 웨이브 서셉터로서 작용하는 진공금속증착 공정에 의해 형성된 연속 필름에 상반되는 것이다.
상기 제품은 단층 필름 형태 즉, 여러 번 착색된(mass-pigmented) 물질의 단일(non-laminated) 형태로 될 수도 있다. 단층(mono-layer)물질들은 어떤 적층물(laminations), 장벽층(barrier layers), 접착층(adhesive layers), 및/또는 음식 접촉층도 그 물질의 디자인으로 통합하지 않는다. 그와 같은 제품들은 단순화된 제조공정과 그에 따른 비용 절감 때문에 유리하다. 그러나, 상기 제품은 또한 적층된 제품의 형태로도 될 수 있으며, 적층된 제품은 분산된 금속 미립자들과 함께 수지가 적층되거나 또는 요구되는 특성과 효과를 제공하기 위해 추가의 층들로 코팅된다.
일반적으로 말해, 미립자 또는 박편(flake)의 배향(orientation)은 중합체 흐름(polymer flow)과 일치한다. 이 실시예에서 미립자 또는 박편의 배향은 대개 그 외부 표면 부분을 따라서는 점점 커지고, 그 가장 깊은 부분을 향해서는 점점 작아지게 된다. 이 배향의 정도는 그 부분을 제조하기 위해 이용되는 공정에 따라 다양하다. 다양한 배향들은 본 발명의 목적에 부합된다.
본 제품은 진공금속증착 필름을 사용할 때 맞닥치게 되는 일부 디자인과 적용의 문제들을 해결해 준다. 현재의 진공금속증착 서셉터 필름은 아래의 한계점들이 있다.
1.연속적인 진공금속증착 필름내의 금속화층(metallized layer)은 연장된 시간 동안 높은 조리온도에 노출될 때 금이 간다. 이것은 필름의 가열량을 낮추게 하는 원인이 되는 반면, 이 필름들이 일관된 결과와 함께 다양한 시간에 이용되지 못하도록 한다.
2.연속적인 진공금속증착 필름은 열발생 패턴 조절능력에 한계가 있다. 이런 한계를 회피하기 위해, 식품-포장지 제조업자들은 식품의 특정 부분에 열의 초점을 맞추기 위해 진공금속증착 필름 내 패턴을 이용한 여러가지의 포장지를 고안했다 (미국 특허 제 6,150,646 참조).
3.연속적인 진공금속증착 필름은 그 필름에 의해 발생되는 열의 양을 조절하는 능력에 한계가 있다. 이 한계는 또한 마이크로웨이브 식품 포장지에 진공금속증착 물질 내의 패턴을 이용하므로서 회피된다.
4.진공금속증착 필름을 포함한 조리용 포장지는 일반적으로 단층의 물질로 만들어지지 않는다. 오히려 다양한 물질들의 복수층으로 만들어 진다. 따라서, 궁극적으로 제조비용에 영향을 주는 여러가지의 다른 제조 과정이 포함된다.
오늘날 마이크로 웨이브 "조리"란 일반적으로 가열 또는 재가열 조리 품목을 포함한다. 아울러, 특별히 마이크로 웨이브 조리용으로 포장된 많은 식품들, 특 히 바로 먹을 수 있는(인스턴트의) 음식은 부분적으로 또는 완전하게 미리 조리된 것들이다(Stouffer's entrees, Healthy Choice entrees). 이와 같은 경우에, 마이크로 웨이브 "조리"는 실제로 가열 또는 조리 과정을 끝마치도록 되어 있다. 대조적으로, 본 발명은 전자레인지를 사용하는 최종 소비자가 부분적으로 조리된, 냉동된, 또는 전혀 조리되지 않는 원료 그대로의 음식-예를 들면 고기류, 가금류 및 생선류와 같은 동물성 단백질, 식물성 단백질, 야채, 파스타 및 반죽을 살짝 담가 빵가루를 입힌 제품(batter-dipped and breaded 제품)을 포함하여-을 완전히 조리할 수 있게 하고, 전통적인 조리 방식(베이킹, 로스팅, 브로일링, 그릴링, 프라잉, 등)을 사용하므로서만 얻을 수 있는 그와 동일한 질(quality)의 완제품으로 조리해 준다. 예를 들면, 본 필름은 칠면조 가슴살, 햄 그리고 돼지 또는 소고기 구이와 같은 음식을 조리하는데 사용될 수 있다.
얇은 필름 형태의 본 제품은 잘 휘어진다. 따라서, 열 밀봉기(heat sealers), 열 성형기(thermoformers), 그리고 플로우 랩퍼(flow wrappers) 등등을 포함한 기존의 식품 포장장비와 함께 이용될 수 있다. 본 제품은 다양한 식품 용기의 전체 또는 일부로 사용될 수 있으며, 다양한 식품 용기에 사용되거나 결합될 수 있다. 그와 같은 식품 용기는 식품을 지지하는 접시 또는 쟁반과 같은 개방형 용기가 될 수도 있으며, 음식을 실질적으로 또는 완전하게 감싸는 백(bag) 또는 박스와 같은 폐쇄형 용기 또는 개방형과 폐쇄형의 결합이 될 수도 있다. 본 발명의 제품은 용기의 전체 또는 단지 일부만으로도 사용될 수 있다. 이것은 상기 용기의 강도(rigidity), 심미성, 구조적 완전함 또는 기타 특성들을 추가할 필요가 있다.
본 발명은 또한 전자레인지 안에서 본 제품을 포함한 용기에 의해 지지되는 또는 용기에 담겨진 식품에 마이크로웨이브 에너지를 사용하여 냉동식품, 원재료 식품, 또는 원재료 그대로 냉동된 식품을 조리하는 방법을 제공한다. 본 조리 방법은 편리하게 음식을 골고루, 효과적으로 조리할 수 있다.
본 발명의 제품은 열가소성 수지 등과 같은 매트릭스와 결합되며 미세하게 쪼개진 금속 미립자들, 예를들어, 파우더 또는 박편 형태로, 더 바람직하게는 알루미늄 파우더 또는 박편 형태의 적외선 반사 물질을 포함한다. 상기 금속 미립자들은 식품 조리에 유용한 제품을 형성하기 위해 적당한 방법, 예를 들면, 압출성형, 열성형, 캘린더링(calendaring), 인젝션 몰딩, 또는 압축과 같은 방법으로 상기 매트릭스에 결합될 수 있다. 금속함유 파우더 및/또는 박편은 종종 물, 용매, 가소제, 또는 수지 바인더로 운반될 것이나, 또한 건조한 상태로 결합될 수 도 있다.
본 발명은 또한 원재료 식품, 냉동식품, 또는 원재료 그대로 냉동된 식품 등을 포함한 식품의 효율적이고 빈틈없는 조리를 위해 마이크로 웨이브 방사선을 통과한 적외선 반사 미립자들을 이용한 마이크로 웨이브 이용가능(microwaveable) 식품 용기에 관한 것이다. 이 물질은 밀봉백 또는 파우치 또는 접시, 쟁반, 또는 기타 용기와 같이 음식물을 보관하고 저장할 포장용기로 사용될 수 있다. 그리고 나서 이 밀봉된 조리 시스템은 조리용 전자레인지 안에 놓여질 수 있다. 적외선 반사 미립자들의 무게는 조리되는 식품의 특수한 가열조건에 따라 변화되거나 또는 맞춰질 수 있다.
금속 미립자들은 미세하게 쪼개진 금속 파우더 또는 박편 형태로 될 수 있 다. 본 발명의 미세하게 쪼개진 금속 파우더 또는 박편들은 여러가지의 적당한 비철금속, 그들의 혼합물 또는 합금으로 구성될 수도 있다. 미립자들의 다양한 구조는 아래 기술되는 바와 같이 사용될 수도 있다. 기능적 또는 심미적 코팅을 한 코팅된 금속함유 박편들은 또한 본 발명에서 유용하다. 알루미늄 미립자들은 특히 유용하다. 그 이유는 비록 상대적으로 높은 레벨의 미립자들이 제품 안에 포함되어 있고, 그 결과로 미립자들이 상대적으로 가까이 있다고 하더라도 알루미늄상에 형성된 천연 산화물층이 미립자들 사이에서 실질적인 분리를 유지하는데 도움을 주기 때문이다.
금속 파우더는 낮은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 것을 특징으로 한다. 일반적으로는 10미만이며, 가장 일반적으로는 3미만이다. 미립자의 종횡비는 그 두께(길이와 직각을 이루는 가장 작은 치수)에 의해 분할되는 길이(미립자의 가장 큰 치수)이다. 금속 파우더는 대개 빠른 응결에 따른 용융된 금속(molten metal)의 원자화에 의해 생성되고, 일반적으로 금속 박편을 위한 전조(아래 기재되는 것처럼)로서는 파우더 야금에, 그리고, 반응성 금속(reactive metals)을 위한 전조로서는 폭약과 발광탄에 사용된다. 어떤 경우에, 금속 파우더는 예를 들면, 볼밀(ball mill) 또는 아트리터 (attritor)로 표면을 부드럽게 하면, 그리고, 어떤 경우에는 파우더의 표면에 일부 산화물을 제거하면, 서서히 광택이 날 수도 있다. 이는 보다 즐거운 심미적 효과를 제공하기 위해 파우더의 밝기를 증가시키기 위한 것이다. 본 발명의 사용을 위해, 금속 파우더의 평균 입자 사이즈는 0.005~1000 마이크로 사이가 되어야만 하며, 더 바람직하게는 0.1~800마이크로 사이, 그리고 보다 더 바람직 하게는 1~500마이크로 사이 이다.
금속 박편들은 일반적으로 10 내지 10,000 범위의 높은 종횡비를 갖는 것을 특징으로 한다. 그 박편들은 대개 액체와 파우더 코팅, 잉크, 그리고 플라스틱내의 색소로서 사용되고, 바람직한 기능적 특성들; 가령, 전도성(conductivity)을 추가하기 위해서 또는 산소 또는 물의 이동에 장벽을 제공하기 위해서 사용된다. 그리고, 심미감 증대 가령, 높은 시야각에서 더 어두운 모습("face-flop"현상)과 결합되는 낮은 시야각에서 밝은 모습, 그리고 어떤 경우에는 색깔을 위해 사용된다. 가장 일반적인 금속 박편 색소는 알루미늄이며, 그 이유는 알루미늄의 가단성(可鍛性)과 높은 반사율(specular reflectance) 때문이다. 금속 박편들은 대부분 금속 파우더 또는 호일을 볼밀, 아트리터 등을 사용하여 높은 종횡비를 갖는 작은 미립자들로 분쇄 하므로서 만들어 진다. 이러한 방법으로 제조된 박편들은 아래 기술되는 것과 같이 외형의 상세한 사항을 추가적인 특징으로 한다.
콘플레이크(Cornflake) 금속박편은 거칠거칠한 가장자리, 울퉁 불퉁한 표면 그리고 약 50 내지 2000의 상대적으로 높은 종횡비를 특징으로 한다. 그 평균 미립자 크기는 약 4~600 마이크로의 범위이며, 평균 두께는 약 0.05~0.5마이크로이다. 콘플레이크 색소의 실례로는 Sparkle Silver라는 상품명으로 Silberline Mfg. Co.가 판매하는 제품이 있다.
은달러(silver dollar) 또는 렌즈(lenticular)의 금속 박편들은 더 표준적이고, 거의 둥근 에지, 부드러운 표면과 약 10 내지 200의 낮은 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 그 평균 미립자 크기는 약4~80 마이크로의 범위이며, 평균 두께는 약 0.1~2.0 마이크로이다. 그리고 그것은 콘플레이크의 물질보다 미립자 크기 분포가 더 촘촘하다. 은달러 색소의 실례로는 Sparkle Silver Premier라는 상품명으로 Silberline Mfg. Co.가 판매하는 제품이 있다. 은달러 박편의 작은 부분(subset)은 약 10 내지 50 범위의 다소 낮은 종횡비 이외의 유사한 특징들을 가지고 있는 분해방지(degradation resistant)제품들이다. 분해방지 은달러 색소의 실례로는 Tufflake라는 상품명으로 Silberline Mfg. Co.가 판매하는 제품이 있다.
금속 박편 색소를 만드는 또 다른 방법은 물리적 증기 증착법(physical vapor deposition)에 의한 금속화에 따라 폴리머릭 수지 릴리즈 코팅으로 입혀진 플렉서블 기판을 사용하는 것이다. 릴리즈 코팅은 결과적으로 원하는 미립자 크기로 축소되는 매우 얇은 금속 미립자들을 릴리즈하면서 적당한 용제 속에 담금으로서 가용성으로 된다. 다른 금속 박편 색소들처럼, 이런 진공금속증착 색소는 가장 일반적으로 알루미늄으로 만들어 진다. 종래의 분쇄 기술에 의해 만들어지는 금속 조각 색소에 비해, 진공 금속증착 색소는 훨씬 더 얇고 훨씬 더 부드러운 표면을 가지며, 그 결과 향상된 반사율로 인해 외관이 매우 밝아 보인다.
진공 금속증착 색소는 일반적으로 0.005~0.05마이크로(50~500 옹스트롬)범위의 두께를 가지며, 평균 미립자 크기는 약 5~30 마이크로이고, 약 100~10,000의 매우 높은 종횡비를 갖는다. 진공 금속증착 색소의 실례로는 StarBrite라는 상품명으로 Silberline Mfg. Co.가 판매하는 제품이 있다.
9와 55마이크로의 대략적인 평균 미립자 크기를 갖는 미립자들은 그 각각의 종횡비가 50 내지 2000 범위에 속하는 것으로 측정되어 왔다. 이러한 미립자들은 다음에 언급된 적외선 반사력(reflectivity)을 나타내 주는 것으로 알려져 있으며, 또한 마이크로 웨이브 방사선을 통과한다. 그러나, 이 기술 분야의 전문가들은 유사한 특성을 나타내는 기타의 미립자 크기와 종횡비도 역시 이용될 수 있다는 것을 알고 있을 것이다.
평균 미립자 크기와 그 미립자들의 미립자 크기의 분포는 어떤 편리한 기술로 측정될 수 있다. 코팅업계에서 일반적으로 사용하는 측정법은 Malvern Mastersizer와 같은 장비를 이용한 레이저 회절(回折) 방법이다. 종횡비를 계산하기 위해서는 미립자들의 두께가 측정되거나 계산되어야 한다. 평균 두께의 추정치는 물질의 단층에 대한 수분 포함 영역(water coverage area:WCA)의 측정으로 계산될 수 있으며, 그 측정법은 J.D. Edwards와 R.I. Wray가 기술한 절차("알루미늄 페인트 및 파우더"제3판 (Aluminum Paint and Powder-3rd Edition), 페이지 16~22, 뉴욕 레인홀드 출판사(1955) (Reinhold Publishing Corp., New York (1955)))를 이용하고 있다. 다음에 기재된 것처럼, 미립자들의 평균 두께(d, ㎛)는 아래 등식에 따라 구해진다.
d(㎛) = 0.4(㎡ x ㎛ x g-1) / WCA (㎡ x g-1 )
본 발명의 구성은 갖가지 잘 알려진 방법의 전자레인지용 식품 포장지로 사용되는 열가소성 물질, 열경화성 수지 또는 기타 적당한 물질들이 추가될 수도 있다. 이 매트릭스 물질은 압출성형, 캘린더링, 3-롤 밀링(three-roll milling), 등등의 공정에 의해서 얇은 또는 두꺼운 필름으로 형성될 수도 있고, 단지 식품 포장 으로만 사용되거나 또는 라미네이션, 열성형 등의 기술로 마이크로 웨이브 포장 용기의 일부분 또는 전체를 뒤덮기 위해 사용될 수도 있다. 그 물질의 목표 두께는 사용된 정확한 금속 파우더 또는 박편, 식품 조리에 필요한 가열 정도 및/또는 갈색 착색제의 정도, 그리고 원하는 심미적 효과에 따라 달라질 것이다. 식품 포장용 물질은 조리온도를 견딜수 있어야 한다. 이것은 물질 자체의 선택 및/또는 열 안정 첨가제(heat stability additives)의 추가에 의해 달성될 수 있다. 매트릭스 물질내 금속 미립자의 양은 보통 매트릭스 물질 무게의 약 0.5% 내지 25%, 더 바람직하게는 1% 내지 15%가 될 것이다. 일반적인 상한선은 실질적인 관점에서 쉽게 사용되고, 처리될 수 있는 제품을 만들어 내는 능력에 따라 조절될 것이다. 1% 내지 15%의 금속 미립자를 포함한 제품들은 효율이 우수하여 대개는 어려움 없이 처리될 수 있다.
본 발명의 구성은 음식을 준비하는데 이용될 것이므로 그 구성 요소들 모두가 식품 접촉면의 사용에 적합할 경우 매우 바람직하다. 각각의 요소는 GRAS(Generally Recognized As Safe)의 물질 리스트상에 존재하거나 그렇지 않으면, 미국 연방규칙 코드(US Code of Federal Regulations-CFR)의 적합한 조항 또는 기타의 적합한 규제 당국 하에 특수 적용 및 합성수지 시스템에 대한 승인이 있어야 한다. 포장지 완제품이 본 발명의 매트릭스 물질과 더불어 식품을 직접 접촉하지 않게 해 주는 마이크로 웨이브-통과 코팅 및/또는 라미네이션을 사용한 경우 상기와 같은 승인은 불필요 하다. 이 경우에, 마이크로 웨이브-통과 코팅은 상기 정의된 바와 같이 식품 접촉면 사용에 적합한 물질들로만 구성되어야 하고, 어떤 식 품 접촉도 발생하지 않는다는 것을 보증하기 위해 마이크로 웨이브-통과 코팅을 통해 본 발명의 구성 요소의 이동(migration) 을 막아야만 한다. 그러나, 그러한 마이크로 웨이브-통과 코팅 및/또는 라미네이션을 사용하는 것은 부가적인 제조 과정을 더하고, 따라서 완제품의 비용을 증가시키게 한다.
매트릭스로서 유용한 물질의 실례로는 열가소성, 열경화성 또는 기타의 적절한 물질, 가령 폴레에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아미드 (Nylon), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 페놀릭 수지 (Bakelite), 에폭시, 셀룰로즈, 점토, 또는 이들의 결합물/합성물을 포함하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 유사한 물질들도 GRAS 이거나 미국 연방규칙 코드(US CFR)의 적합한 조항 또는 기타의 적합한 규제 당국 하에 특수 적용 및 합성수지 시스템에 대한 승인이 있을 경우에는 마이크로 웨이브 통과 코팅 및/또는 라미네이션으로 사용될 수 있다.
본 발명은 예를 들면, 제조자로부터 소비자에게 출하를 위한 식품 포장에 사용된 후 폐기되기 전에 식품의 마이크로 웨이브 조리 및 브라우닝 (browning)용으로 사용되는 1회용 포장지 등으로의 제조, 마이크로 웨이브 조리 및 브라우닝용으로 식품이 채워진 후 클리닝 및 재사용 되는 다용도 포장지로의 제조, 또는 그 안에 있는 식품의 가열과 조리를 더 골고루 하기 위해 마이크로 웨이브 조리에 적합한 용기에 담겨진 후 클리닝 및 재사용 되는 이동가능하고, 재사용 가능한 삽입물로의 제조를 숙고하고 있다.
본 필름으로 제조된 용기들은 마이크로 웨이브 방사선으로 가열될 수 있는 식품을 준비하는데 사용될 수 있으나, 원재료 상태, 냉동상태, 또는 원재료 그대로 냉동된 상태의 음식을 완전히 조리하기 위해 사용하는 것이 가장 효과적이다. 실례로는 고기류, 가금류, 생선류, 그리고 해산물 (이 모든 것들이 빵가루가 입혀져도, 입혀지지 않아도 된다); 파스타, 가루반죽 제품, 가령, 피자, 스트롬볼리(strombolis), 피레로지(pierogies), 고기파이, 부리또(burittos), 토르티아(tortillas), 에그롤, 완자(wontons), 피타(납작한 빵-pitas), 팔라펠(falafels), 지로(gyros), 등등; 그리고, 후추, 양파, 버섯, 가지, 호박, 토마토, 등등과 같은 야채들이 포함된다.
본 발명은 다음의 실시예에 의해 설명될 것이나, 실시예에만 한정되지는 않는다.
본 발명의 상세한 설명은 상기에 제시되었으나, 본 발명은 그 제시된 것에 한정되지는 않는다. 그 발명은 뒤 따르는 청구항들에 의해 정의된다.
실시예 1
4중량 %의 IR 반사 미립자(견본 1과 2)를 함유한 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름은 취입 필름 공정(blown film process)을 통해 2.5 mil 두께로 생산되었다. 견본 1에 사용된 금속 미립자는 평균 미립자 크기(D50)가 9㎛인 은달러(silver dollar)타입의 알루미늄 입자였다. 견본 2에 사용된 금속 미립자는 평균 미립자 크기(D50)가 55㎛인 은달러 타입의 알루미늄 입자였다. 상기 금속 미립자들은 왁스-타입 바인더를 사용한 펠릿(pellet) 형태로 가공되었다. 그리고 난 후, 이 필름들은 HP8510C 네트워크 분석기를 사용한 도파관 테스트가 행해졌다. 도 1 내지 3의 도표는 각 물질에 의해 흡수, 투과, 반사된 마이크로 웨이브 출력을 나타내고 있다. 입사 마이크로 웨이브 방사선의 거의 100%는 각 견본을 통해 투과되었음을 알 수 있다.
실시예 2
실시예 1에서 사용된 동일한 4중량% 무게의 필름(loaded-film)은 단일 시트의 LDPE 적외선 반사판 필름을 수직적으로 고정하여 측정되고, 금속 테스트 프레임 상에 연장된다. 적외선 광원은 수직한 필름의 한쪽 편에 위치되고, 적외선 검출기는 필름의 양쪽 편에 위치된다. 그 다음 적외선 광원이 켜지고, 검출기는 필름에 의해 반사되고 필름을 통해 투과된 적외선 방사선 양을 정하는데 사용된다. 도 4의 도표는 테스트의 구성을 나타내고 있다.
도 5의 그래프는 언로드 필름(unloaded film)에 관하여 각각의 필름에 의해 반사된 적외선 방사선의 양을 보여 주고 있다.
도 1 내지 3는 4중량 %의 적외선 반사 물질이 로드된 2개의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 필름 그리고 적외선 반사 물질이 전혀 로드되지 않은 1개의 LDPE 필름에 대해 각각 마이크로 웨이브 방사선의 투과, 흡수 및 반사를 보여주는 그래프들이다.
도 4는 테스트 필름의 적외선 투과 및 반사의 측정을 위해 사용되는 장치의 도식적인 도면이다.
도 5는 4중량 %의 적외선 반사 물질이 로드된 2개의 LDPE 필름과 적외선 반사 물질이 전혀 로드되지 않은 1개의 LDPE 필름에 대해 적외선 반사 특성들을 보여주는 그래프이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
Radiation Transmitted : 투과 방사선
Radiation Reflected : 반사 방사선
Radiation Asorbed : 흡수 방사선
Frequency : 주파수
Transmitted IR : 투과 적외선
Reflected IR : 반사 적외선
Infrared Receiver : 적외선 수신부
Variable temperature : 가변온도
heat source : 열원
unloaded LDPE : 언로드된 저밀도 폴리에틸렌
Test film : 테스트 필름

Claims (14)

  1. 바인더 매트릭스 및 본질적으로 마이크로 웨이브 서셉터로서의 역할을 수행하지 않으며, 적외선 에너지 반사 특성을 제공하며 상기 매트릭스 내에 분산된 금속 미립자들을 포함하는 마이크로 웨이브 조리용 제품.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제품은 블로우(blown) 몰딩, 압출성형, 열성형, 캘린더링, 인젝션 몰딩, 압축성형, 또는 기타 제조장비에 의해 성형되는 물질 형태로 된 제품.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제품은 단층인 제품.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 미립자들은 2.45GHz의 주파수에서 상기 제품을 마이크로 웨이브용 마이크로 웨이브 서셉터로 작용하지 못하도록 하는 제품.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제품을 통해 투과되는 입사 마이크로 웨이브 방사선은 약 90% 또는 그 이상인 제품.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제품을 통해 투과되는 입사 마이크로 웨이브 방사선은 약 95% 또는 그 이상인 제품.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제품을 통해 투과되는 입사 마이크로 웨이브 방사선은 약 99% 또는 그 이상인 제품.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 금속 미립자가 없는 바인더 매트릭스에 비해 상기 제품에 의해 반사되는 입사 적외선 방사선은 적어도 10% 이상인 제품.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 금속 미립자가 없는 바인더 매트릭스에 비해 상기 제품에 의해 반사되는 입사 적외선 방사선은 적어도 30% 이상인 제품.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 미립자는 1000마이크로 미만의 미립자 크기를 갖는 박편(flake) 또는 파우더 형태인 제품.
  11. 전체적으로 또는 부분적으로 청구항 1의 제품으로 구성된 식품용기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 식품용기는 조리될 식품을 더 포함한 식품용기.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 식품용기는 식품용 포장지 형태로 된 식품용기.
  14. 적외선 반사 및/또는 엔트랩먼트(entrapment)를 통해 마이크로 웨이브 에너 지를 청구항 11의 식품용기와 함께 제공되는 식품에 인가하여 식품을 조리하는 방법.
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