NL8801407A - Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten. - Google Patents

Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten. Download PDF

Info

Publication number
NL8801407A
NL8801407A NL8801407A NL8801407A NL8801407A NL 8801407 A NL8801407 A NL 8801407A NL 8801407 A NL8801407 A NL 8801407A NL 8801407 A NL8801407 A NL 8801407A NL 8801407 A NL8801407 A NL 8801407A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
laminate
layer
microwave
temperature
metal layer
Prior art date
Application number
NL8801407A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Leer Koninklijke Emballage
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leer Koninklijke Emballage filed Critical Leer Koninklijke Emballage
Priority to NL8801407A priority Critical patent/NL8801407A/nl
Priority to EP89201319A priority patent/EP0344839A1/en
Publication of NL8801407A publication Critical patent/NL8801407A/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within the package
    • B65D81/3446Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within the package specially adapted to be heated by microwaves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3439Means for affecting the heating or cooking properties
    • B65D2581/344Geometry or shape factors influencing the microwave heating properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3439Means for affecting the heating or cooking properties
    • B65D2581/3447Heat attenuators, blocking agents or heat insulators for temperature control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3439Means for affecting the heating or cooking properties
    • B65D2581/3454Microwave reactive layer having a specified optical density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3463Means for applying microwave reactive material to the package
    • B65D2581/3466Microwave reactive material applied by vacuum, sputter or vapor deposition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3471Microwave reactive substances present in the packaging material
    • B65D2581/3472Aluminium or compounds thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3471Microwave reactive substances present in the packaging material
    • B65D2581/3477Iron or compounds thereof
    • B65D2581/3478Stainless steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2581/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D2581/34Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within
    • B65D2581/3437Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging foodstuffs or other articles intended to be cooked or heated within specially adapted to be heated by microwaves
    • B65D2581/3486Dielectric characteristics of microwave reactive packaging
    • B65D2581/3487Reflection, Absorption and Transmission [RAT] properties of the microwave reactive package

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Description

Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten.
De uitvinding heeft betrekking op een nieuwe klasse van op microgolven reagerende materialen, welke materialen kunnen worden gebruikt in geschikte configuraties voor het verbeteren van de toebereiding van vele voedselprodukten in microgolfovens door het bevorderen van die omstandigheden die leiden tot een gebruind en knappend oppervlak van het voedselprodukt.
De wijze waarop elektromagnetische golven, waartoe ook microgolven behoren, samenwerken met metalen oppervlakken is op zichzelf goed bekend en wordt beschreven door de wetten van Maxwell. De reflecterende eigenschappen van metalen oppervlakken voor licht en microgolven worden toegeschreven aan de hoge elektrische geleidbaarheid van het oppervlak. Als het metaal van het oppervlak aanwezig is in de vorm van een zeer dunne film, dan heeft de oppervlaktelaag waar de interactie met de elektromagnetische golven plaatsvindt, een aanzienlijk hogere elektrische weerstand met als gevolg dat de reflectie wordt gereduceerd en een aanzienlijke absorptie optreedt, welke absorptie resulteert in een temperatuurstijging. Bij een nog kleinere dikte van de metaallaag neemt de oppervlakteweerstand (in het algemeen uitgedrukt in de eenheid ohm/·) verder toe tot een situatie wordt bereikt waarin de reflectie zeer klein is, de absorptie aanzienlijke is en een deel van de microgolven zelfs door het metaal kan heendringen. Bij nog kleinere dikte wordt de weerstand van de metaallaag zo hoog, dat er geen elektrische interactie meer optreedt tussen de metaallaag en de elektromagnetische golven zodat deze golven (bijvoorbeeld microgolven of licht) door de laag heen kunnen dringen.
In het verleden is reeds gebruik gemaakt van de mogelijkheid die door dunne metalen lagen wordt geboden om elektromagnetische golven te absorberen en wel in materialen die worden gebruikt tijdens de toebereiding van voedselprodukten in een microgolfoven teneinde een heet vlak te creeren, waardoor bijvoorbeeld het oppervlak van deegprodukten gebruind en knapperig wordt of een hete plaat te verschaffen die naast de microgolfverhitting een bijdrage levert tijdens bijvoorbeeld het poffen van "popcorn". Dergelijke materialen staan in de literatuur bekend als susceptormaterialen en worden bijvoorbeeld beschreven door Brastad, Seiferth, Turpin en anderen.
In deze uit de stand der techniek bekende materialen gaat het om een laminaat dat vervaardigd is uit een dunne gemetalliseerde warmtebestendige plastic film die gehecht is aan een structurele dragende laag van papier of karton, De metallisatiedikte, in het algemeen uitgedrukt in termen van optische dichtheid (OD) of oppervlakteweerstand (ohms/·) wordt op een zodanig niveau gekozen dat een maximale microgolfabsorptie wordt verkregen, resulterend in een zeer snelle verwarming van het laminaat in een microgolfoven. Door dit zeer snel opwarmende laminaatoppervlak wordt een snelle verhitting van de buitenzijde van het voedselprodukt gerealiseerd. Anderzijds zullen materialen met goede absorberende eigenschappen ook een deel van de microgolven doorlaten, waardoor tegelijkertijd ook de binnenzijde van het voedselprodukt door de microgolven wordt verhit. Door dit verhitten van het inwendige van het voedselprodukt zal vocht naar de buitenzijde van het voedselprodukt migreren, hetgeen de vorming van de zo gewenste bruine knapperige korst aan de buitenzijde van het voedselprodukt tegengaat.
Het materiaal volgens de onderhavige uitvinding biedt nu een belangrijk voordeel ten opzichte van de bestaande materialen die bij de bereiding van voedselprodukten door middel van microgolven worden gebruikt doordat het materiaal volgens de uitvinding in een tweevoudige of bifunctionele modus kan werken. Het materiaal volgens de uitvinding heeft een metaallaag met een grotere dikte dan de metaallaag bij de bekende materialen, zodanig dat de metaallaag aanvankelijk ondoorlatend is voor microgolfstraling (alhoewel dit niet noodzakelijkerwijze inhoudt totaal ondoorlatend voor de veel kortere golflengten van zichtbare elektromagnetische straling), terwijl de laag toch ook weer niet zo dik is dat alle absorberende eigenschappen verloren gaan.
Meer in het bijzonder verschaft de uitvinding een bi-functioneel laminaat dat in een microgolfoven een onomkeerbare verandering ondergaat, na een tijdsduur en bij een temperatuur die afhankelijk is van het laminaat, van een microgolf afschermend materiaal met absorberende eigenschappen naar een microgolf doorlatend materiaal met veel zwakkere absorberende eigenschappen, welk laminaat is opgebouwd uit een film van een plastic materiaal dat geselecteerd is op zijn geschiktheid voor contact met voedsel en op zijn verwekingstemperatuur die de temperatuur bepaald waarbij de omvorming plaatsvindt; een metaallaag die in vacuum neergeslagen is op de plastic laag, waarbij het metaal tot een voldoende dikte is neergeslagen om een volledige afscherming voor microgolftransmissie te verkrijgen bij kamertemperatuur (transmissie kleiner dan 1%); een lijmlaag en een dragende laag uit papier of karton waarvan de massa zodanig is gekozen dat een gewenste opwarmtijd tot aan de omvormingstemperatuur wordt verkregen, welke dragende laag via de lijmlaag is bevestigd aan de metalen laag.
Als een dergelijk materiaal wordt gebruikt in een doosvormige configuratie, hetgeen volgens de uitvinding de voorkeur verdient, dan wordt aanvankelijk een totale afscherming van het daarin aanwezige voedselprodukt ten opzichte van microgolfstraling verkregen. Tijdens deze periode zal het laminaat worden verwarmd, maar dit opwarmen vindt minder snel plaats dan bij de uit de stand der techniek bekende materialen vanwege zijn lagere absorptie-eigenschappen. Uiteindelijk wordt een temperatuur tussen 200 en 250°C bereikt, (welke temperatuur kan worden geselecteerd afhankelijk van de wijze waarop in overeenstemming met de uitvinding het laminaat wordt vervaardigd, waarop in het volgende nog wordt teruggekomen).
Tijdens de eerste opwarm-fase wordt het voedselprodukt alleen verhit aan de buitenzijde doordat het in contact staat met het laminaat of doordat thermische straling vanaf het laminaat het voedselprodukt bereikt. Daardoor wordt het oppervlak van het voedselprodukt al gebruind en knapperig gemaakt zonder dat er nog enige microgolfverhitting van de binnenzijde van het voedselprodukt plaatsvindt.
Verrassenderwijze is gebleken, dat indien het laminaatmateriaal een bepaalde hoge temperatuur bereikt, het materiaal spontaan wordt omgevormd in een materiaal met geheel andere interactieve eigenschappen met microgolven. Het materiaal doet nu niet meer dienst als afscherming ten opzichte van microgolven, maar reageert als een transparant venster voor microgolven, en heeft daarnaast toch nog voldoende absorberend vermogen om de bereikte hoge temperatuur te handhaven. Tijdens deze tweede gebruiksfase wordt de buitenzijde van het voedselprodukt nog steeds verwarmd door het oppervlak van het materiaal, zodat de omstandigheden, noodzakelijk om het bruin en knapperig worden van het oppervlak te bevorderen, aanwezig blijven, terwijl tegelijkertijd de microgolven kunnen doordringen tot in het voedselprodukt waarin ze zullen worden geabsorbeerd met als resultaat een snelle verwarming en daarmee bereiding van het gehele voedselprodukt.
Aangenomen wordt, dat de warmte, gegenereerd door de microgolfabsorptie in het metaal leidt tot thermisch geïnduceerde spanningen in de laminaatstructuur als gevolg van hoge thermische gradiënten en verschillen in thermische expansie in het metaal, het plastic substraat en de lijmlagen. Onder de overgangstemperatuur kunnen deze spanningen, dankzij de vaste aard van het laminaat weerstaan worden. Bij een bepaalde kenmerkende temperatuur, die afhankelijk is van de in de constructie toegepaste materialen, zal het laminaat verweken en niet langer in staat zijn om deze thermische spanningen te weerstaan.
De thermische vervorming vindt plaats op een microschaal en leidt ertoe dat de zeer dunne en mechanisch zwakke metaallaag breekt. Daardoor wordt de elektrische continuïteit verbroken op een schaal die significant is voor de microgolf-golflengten, waardoor de reflectie-eigenschappen van de metaallaag verloren gaan.
In deze toestand is de metaallaag onomkeerbaar omgevormd in een voor microgolven transparante laag, die tevens nog zwakke absorptie-eigenschappen heeft. Dit staat in tegenstlling tot hetgeen door Brastad is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4,267,420, waarin het verwarmingseffect het gevolg is van stromen die lopen tussen microgebiedjes met hoge weerstand die in de metaallaag zijn gevormd.
De uitvinding zal nu in meer detail wordt verklaard met verwijzing naar de bijgaande figuren.
Figuur 1 illustreert een doorsnede door een gemetalliseerde plastic film die gebruikt is voor het uitvoeren van diverse metingen.
Figuur 2 illustreert de transmissie, absorptie en reflectie van aluminium bekledingslagen op een plastic film als functie van de optische dichtheid.
Figuur 3 illustreert de transmissie, relfectie en absorptie van aluminium bekledinglagen op een plastic film op een andere wijze, ook weer als functie van de optische dichtheid.
Figuur 4 illustreert dezelfde waarden als figuur 2, nu echter als functie van de oppervlaktegeleidbaarheid.
Figuur 5 illustreert het doorgelaten, gereflecteerde en geabsorbeerde vermogen, uitgedrukt als percentage van het invallende microgolfvermogen op een roestvrijstalen laag als functie van de optische dichtheid van de roestvrijstalen laag.
Figuur 6 illustreert op een andere wijze de transmissie, reflectie en absorptie voor een roestvrijstalen laag als functie van de optische dichtheid.
Figuur 7 illustreert een doorsnede door een laminaat volgens de uitvinding.
Figuur 8 toont diverse houders, vervaardigt uit het laminaat volgens de uitvinding.
Figuur 9 illustreert de omstandigheden waaronder in de praktijk metingen zijn uitgevoerd.
Figuur 10 illustreert het resultaat van de metingen verkregen met de opstelling die schematisch beschreven is in figuur 9.
Om de juiste metalen bekledingslagen te verkrijgen voor het bifunctionele effect volgens de onderhavige uitvinding werden de transmissie, reflectie, en door middel van berekening ook de absorptie eigenschappen van dunne metalen bekledingslagen gemeten door microgolven te sturen in de richting van een filmmonster, dat gemonteerd was in een golfgeleider. Gebruik makend van een netwerkanalysator werden aan beide zijden van het materiaal de doorgelaten en gereflecteerde vermogens gemeten. De filmmonsters waren uitgevoerd op de wijze als schematisch geïllustreerd is in figuur 1 en en bestonden uit een laag 1, die een film uit een plastic materiaal vertegenwoordigt dat geselecteerd is op zijn geschiktheid om in contact te komen met voedselprodukten, alsmede een laag 2, die een dunne metaallaag vertegenwoordigt. Gebruik makend van een reeks van dergelijke laminaten met gemetalliseerde films van verschillende dikte werden de relaties, getoond in de grafieken van de figuren 2 t/m 6 gevonden. De figuren 2, 3 en 4 hebben in het bijzonder betrekking op aluminiumbekledingslagen. De meetwaarden die grafische geïllustreerd zijn in de figuren 2 en 3 tonen aan dat voor aluminium met een optische dichtheid kleiner dan 0.1 corresponderend met een oppervlakteweerstand groter dan 1000 Ω/·, de materialen totaal transparant zijn voor microgolven bij de in microgolfovens gebruikte frequentie (2,45 GHz).
Bij een optische dichtheid van ongeveer 0.2, corresponderend met een oppervlakteweerstand van ongeveer 100 Ω/·, vertoonde de absorptie een maximum van ongeveer 50% van de invallende straling, waarbij de transmissie en reflectie de resterende 50% nagenoeg gelijk verdelen. Materiaal met deze eigenschappen wordt tot nu toe volgens de stand der techniek geselecteerd voor het genereren van een heet oppervlak, waarmee voedselprodukten tijdens de bereiding daarvan in een microgolfoven wordt gebruind en worden voorzien van een knappend oppervlak. Bij een optische dichtheid van 0.6 is de transmissie van microgolven gedaald tot 0 en is het materiaal in hoofdzaak een reflector voor microgolven, alhoewel er nog steeds ongeveer 10 tot 20% van de invallende microgolfstraling wordt geabsorbeerd. Bij grotere dikten neemt de reflectie toe tot ongeveer 100% met een gelijktijdige reductie van de microgolfabsorptie en daarmee verhitting van de metaallaag.
Figuur 4 illustreert de transmissie (T), absorptie (A) en reflectie (R) van microgolfenergie voor in vacuum neergeslagen aluminium bekledingslagen als functie van de oppervlaktegeleidbaarheid. Terwille van de figuur is deze oppervlaktegeleidbaarheid gedefinieerd als: geleidbaarheid = 1OO/oppervlakteweerstand (Ω/·).
De geleidbaarheid is uitgezet langs de horizontale as en wel op een logaritmische schaal. Helaas waren meetpunten voor geleidbaarheidswaarden kleiner dan -0,5 tijdens het schrijven van de onderhavige aanvrage niet beschikbaar. Uit de figuur blijkt echter duidelijk dat de curves voor de transmissie, reflectie en absorptie een soortgelijk gedrag vertonen als geïllustreerd is in figuur 2.
In Figuur 5 zijn de transmissiën (T), absorptie (A) en reflectie (R) van microgolfenergie geïllustreerd voor roestvrijstalen bekledingslagen als functie van de optische dichtheid van de roestvrijstalen bekledingslaag.
In Figuur 6 zijn dezelfde waarden voor films, bekleed met een roestvrijstalen laag, geïllustreerd als functie van de oppervlaktegeleidbaarheid (rekening houdend met de bovengenoemde, definitie daarvan).
Zoals blijkt uit de figuren 5 en 6 tonen ook roestvrijstalen bekledingen een soortgelijk gedrag ten aanzien van transmissie, absorptie en reflectie van microgolfenergie. Helaas waren ook in de figuren 5 en 6 geen meetwaarden behorend bij lagere oppervlaktegeleidbaarheden beschikbaar op het moment dat deze aanvrage werd geschreven. Het leidt echter geen twijfel dat de diverse curven een soorgelijk gedrag zullen vertonen als de curven voor de aluminium bekledingslagen in de figuren 2 en 4.
De gemetalliseerde bekledingslagen die voor de realisatie van de onderhavige uitvinding nodig zijn, zijn die lagen die, indien het gaat om aluminium, een optische dichtheid hebben van ongeveer 0,6 OD of, indien het gaat om roestvrijstaal, een optische dichtheid hebben van 0,4 OD. In het bijzonder gaat het daarbij om lagen die bij microgolven met een frequentie van 2,45 GHz een transmissie van minder dan 1% vertonen en een microgolfabsorptie tussen 10 and 20%. In het optimale geval hebben de bekledingslagen een oppervlakteweerstand van 10-20 Ω/·, onafhankelijk of het nu gaat om aluminium of een ander metaal dan wel een legering van metalen.
Het materiaal volgens de uitvinding werd gebruikt in een gesloten doosvormige configuratie, alsmede in een omhulling met een open uiteinde, vervaardigd uit een laminaat omvattende een gemetalliseerde plastic film, zoals in het bovenstaande beschreven, gehecht op een dragerlaag uit papier of karton. Een dergelijke laminaatstructuur is geïllustreerd in figuur 7.
In figuur 7 bestaat de laag 3 uit een plastic film die geselecteerd is op zijn geschiktheid om in contact te komen met voedselprodukten en die daarnaast geselecteerd is op grond van zijn verwekingspunt- De onderstaande tabel geeft een aantal plastics die veel in de voedselverpakkingsindustrie worden gebruikt, tezamen met hun verwekingstemperaturen.
Tabel 1
Overgangstemperatuur van diverse plastic film materialen.
J-1 (plastic Verwekingspunt (type*) |
Jop cellulose gebaseerde films lager dan 100eC (1) | jPolyvinylchloride (PVC) 80°C (2) | jPolyethylenen 108 - 132°C (3) | jPolycarbonaat 150°C (2) ( jgeorienteerd polypropeen 170°C (2) | |Polyvinylideendichloride (PVDC) 205°C (3) | |Nylon 6 215°C (3) | jPolyesterimide 215°C (2) j (polybutyleentereftalaat (PBT) 224°C (3) | j"TPX" 245°C (3) | (Nylon 6-6 255°C (3) | jPolyethyleentereftalaat (PET) 260°C (3) |
(Polyimide 310°C (2) J
I I
* De bovenstaande verwekingspunten worden in de literatuur afhankelijk van het type aangeduidt met: 1) vervormingsteraperatuur 2) glasovergangstemperatuur 3) kristaljnsmeltpunt.
De dikte van de plastic film kan iedere willekeurige dikte hebben, die geschikt is voor het beoogde doel en zal in het algemeen liggen tussen 5 en 100 micron.
Een materiaal dat de voorkeur verdient is biaxiaal geörienteerd polyester met een dikte van 12 micron.
In figuur 7 wordt de laag 4 gevormd door een metaallaag die door middel van een vacuum-neerslagtechniek zoals verdampen of sputteren, is samengebracht op de plastic film tot een bepaalde regelbare dikte zodanig dat de gewenste microgolf-afschermeigenschappen worden verkregen. Afhankelijk van de verschillende elektrische eigenschappen zijn voor verschillende materialen ook verschillende dikten nodig. Het metaal kan bestaan uit ieder willekeurig corrosiebestendig metaal of een legering van metalen geschikt om in een voedselverpakkingsmateriaal te worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld aluminium, roestvrij staal of titanium. De benodigde dikte voor aluminium komt overeen met een laagweerstand van ongeveer 15 ohm/·, hetgeen aanzienlijk hoger is dan de laagweerstand van de bekledingen die door Seiferth werden beschreven (0,4 - 8 ohm/·).'
De optische dichtheid van een dergelijke aluminium bekledingslaag bedraag ongeveer 0,6 hetgeen aanzienlijk hoger is dan de 0,2 tot 0,3 die werden gebruikt in de monofunctionele materialen van het hete plaat type volgens de stand der techniek.
Laag 5 vertegenwoordigt de lijmlaag die eveneens geselecteerd is op zijn geschiktheid om in voedselverpakkingstoepassingen te worden gebruikt . Deze laag 5 vormt de hechtlaag voor de daaropvolgende laag 6, die bestaat uit papier of karton en zowel dienst doet voor het verschaffen van structurele stijfheid aan het laminaat en voor het verschaffen van de uiteindelijke configuratie, als ook dienst doet voor het op een bestuurde wijze temperen van de opwarmsnelheid van het laminaat indien dit wordt blootgesteld aan microgolfstraling. Indien het laminaat tijdens gebruik niet in direct thermisch contact staat met het voedselprodukt, dan is de opwarmsnelheid in hoofdzaak omgekeerd evenredig aan de thermische massa van deze dragende karton- of papierlaag.
Figuur 8 illustreert een aantal mogelijke configuraties van gevormd materiaal, die allemaal een in hoofdzaak gesloten structuur verschaffen waarmee de benodigde effectieve initiële afscherming van het voedselprodukt ten opzichte van microgolfstraling wordt verkregen.
a) deze uitvoeringsvorm bestaat uit een vierzijdige doos met open uiteinden, geschikt voor vierkante of rechthoekige voedselprodukten met een gehele of gedeeltelijke deegomhulling, zoals pastijen.
b) deze uitvoeringsvormg bestaat uit een aan zes zijden gesloten doos, die eventueel voorzien kan zijn van ventilatie-openingen en geschikt is voor het toebereiden van vissticks, aardappelschijfjes of rechthoekige pasteien.
c) deze uitvoeringsvorm bestaat uit een hexagonale of buisvormige huls die bijvoorbeeld geschikt is voor saucijzenbroodjes of dergelijke.
d) deze uitvoeringsvorm bestaat uit een veelhoekige ondiepe doos die geschikt is voor piza's, ronde deegprodukten of pasteien.
e) in tegenstelling met de andere getoonde uitvoeringsvormen die uit een vlak laminaat zijn gevormd, wordt in deze uitvoeringsvorm de gemetalliseerde plastic lagenstructuur aangebracht op een voorgevormde papieren- of kartonnen houder, welke houder in dit geval is uitgevoerd als een ondiepe doos met een ongeveer gelijk gevormd deksel.
Voorbeeld
Een laminaat werd vervaardig door 12 μια polyester film, gemetalliseerd met een aluminium bekleding met optische dichtheid van 0,6, welke bekleding geen microgolftransmissie vertoonde, te hechen via een hechtlaag aan een laag karton van 240 g per m2.
Een rechthoek van dit laminaat werd gevouwen tot een vierzijdige huls met open uiteinden (soortgelijk aan de uitvoeringsvorm die geïllustreerd is in figuur 8a) welke huls een goede verpakking vormde voor een saucijzebroodje. Vier voor microgolven ongevoelige temperatuuropnemers werden bevestigd op diverse punten van de verpakking en van het voedselprodukt. Temperatuuropnemer 1 werd gepositioneerd onder het saucijzebroodje en bevestigd aan het binnenoppervlak van het laminaat, dat wil zeggen aan de naar de binnenzijde toegekeerde plastic film. De temperatuuropnemer 2 werd eveneens bevestigd aan het binnenoppervlak van de omhulling, nu echter aan de bovenzijde. De temperatuuropnemer 3 werd ingebracht in de vleesvulling van het voedselprodukt. Temperatuuropnemer 4 werd ingebracht direct onder het eigenlijke oppervlak in de korst van het saucijzebroodje. De posities van deze vier temperatuuropnemers zijn schematisch geïllustreerd in figuur 9. In deze figuur is de omhulling, gevormd met behulp van het laminaat volgens de uitvinding, aangeduid met het referentiecijfer 10, het voedselprodukt is als geheel aangeduid met 11 en bestaat uit een korst 11a en een vulling 11b. In figuur 9 zijn verder ook de vier temperatuuropnemers als zodanig aangegeven.
Het saucijzebroodje verpakt in deze bifunctionele verpakking werd, voorzien van de temperatuuropnemers, die op de bovenstaande wijze waren gepositioneerd, geplaatst in een voor huishouddoeleinden bestemde microgolfoven. De temperatuurstijging van de vier sensoren werd continu tijdens de verwarmingsperiode bewaakt. 90 seconden na het inschakelen van de microgolfoven werd het produkt uit de oven verwijderd. Zowel de vulling als de korst waren heet, hetgeen ook te zien was aan de meetwaarden, gelevert door de temperatuuropnemers, was en de korst was knappend en bros.
Een soortgelijk saucijzebroodje, verwarmd in een microgolfoven zonder de bifunctionele verpakking volgens de uitvinding, bleef koud aan het oppervlak en had nadat het produkt uit de oven verwijderd was een korstlaag die veel vochtiger en weker was dan voor het verwarmingsproces.
De met behulp van de temperatuursensoren waargenomen temperaturen zijn schematisch geïllustreerd in figuur 10. De twee verschillende functies die door het laminaat volgens de uitvinding worden gerealiseerd zijn duidelijk uit deze curven af te lezen. In figuur 10 wordt onderscheid gemaakt tussen drie verschillend stadia, aangeduidt met I, II en III. Tijdens het eerste stadium, aangeduidt met I, wordt het produkt door de verpakking afgeschermd van de microgolven zodat er geen verwarming van de vulling van het voedselprodukt plaatsvindt. De tempertuuropnemer 3 laat dan ook geen temperatuurstijging zien. Het oppervlak van het laminaat (temperatuuropnemer 2) werd relatief snel verwarmd tot een hoge temperatuur die bij het toegepaste laminaat lag bij ongeveer 200°C. Aangezien het voedselprodukt zelf een relatief grote warmte-afleider vormt werd het oppervlak van het laminaat dat in contact stond met het voedselprodukt weliswaar verwarmd maar veel minder snel dan het niet met het voedselprodukt in contact staande oppervlak. Dit wordt aangegeven door de temperatuurstijging waargenomen met temperatuuropnemer 1. Verder geeft temperatuuropnemer 4 aan, dat er ook al enige verwarming optreedt van het vrijliggende oppervlak van de korst.
Als het materiaal van de verpakking zijn hoogste temperatuur (in dat geval ± 200°C) heeft bereikt, dan wordt het materiaal omgevormd tot een voor microgolven transparant materiaal dat tevens zwakke absorberende eigenschappen vertoont. Daardoor zal de temperatuur van het laminaat niet verder stijgen maar op de bereikte waarde worden gestabiliseerd. Het bereiken van de maximale temperatuur markeert tevens het begin van het tweede stadium aangeduid met II, Gedurende dit stadium II begint de temperatuur van de vleesvulling van het saucijzebroodje te stijgen zoals blijkt uit de meetwaarde, geleverd door de temperatuursensor 3, terwijl ook de temperatuur van de korst (meetwaarden geleverd door de sensoren 1 en 4) nog steeds toeneemt.
Omdat de korst steeds warmer blijft dan de vulling zal de korst de neiging hebben om water te verliezen waardoor de korst knappend en bros wordt.
Zouden deze metingen worden herhaald zonder de omhulling volgens de uitvinding dan zal de vulling van het saucijzebroodje sneller opwarmen dan de korst waardoor de vulling de neiging zal hebben om water af te geven aan de korst, met als resultaat dat de korst vochtig en slap wordt en zeker niet de gewenste knapperigheid bereikt.
Op het moment dat de vulling van het saucijzebroodje een temperatuur van ongeveer 100°C bereikt, zal deze temperatuur zich als gevolg van de relatief grote waterhoeveelheid in de vulling stabiliseren. Op dat moment begint in feite het laatste stadium, aangeduidt met III in figuur 10. Op ieder geschikt willekeurig moment kan in dit stadium het bereidingsproces worden beëindigd, bij voorkeur wordt daarbij door de gebruiker een tijdstip gekozen, waarop de korst zijn gewenste uiterlijk heeft bereikt, met andere woorden bruin en knappend geworden is. Op dat moment wordt de microgolfoven uitgeschakeld en wordt het te bereiden voedselprodukt uit de oven genomen.

Claims (8)

1. Bifunctioneel laminaat dat in een microgolf oven een onomkeerbare verandering ondergaat, na een tijdsduur en bij een temperatuur die afhankelijk is van het laminaat, van een microgolf afschermend materiaal met absorberende eigenschappen naar een microgolf doorlatend materiaal met veel zwakkere absorberende eigenschappen, welk laminaat is opgebouwd uit een film van een plastic materiaal dat geselecteerd is op zijn geschiktheid voor contact met voedsel en op zijn verwekingstemperatuur die de temperatuur bepaald waarbij de omvorming plaatsvindt; een metaallaag die in vacuum neergeslagen is op de plastic laag, waarbij het metaal tot een voldoende dikte is neergeslagen om een volledige afscherming voor microgolftransmissie te verkrijgen bij kamertemperatuur (transmissie kleiner dan 1 %); een lijmlaag en een dragende laag uit papier of karton waarvan de massa zodanig is gekozen dat een gewenste opwarmtijd tot aan de omvormingstemperatuur wordt verkregen, welke dragende laag via de lijmlaag is bevestigd aan de metalen laag.
2. Laminaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de metaallaag een oppervlakteweerstand heeft van 8 tot 25 ohm/·.
3. Laminaat volgens conclusie 1 of 2 , met het kenmerk, dat het plastic materiaal bestaat uit polyethyleentereftalaat.
4. Laminaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de metaallaag bestaat uit aluminium met een optische dichtheid van 0,5 tot 0,7.
5. Laminaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de metaallaag is neergeslagen om de plasticfilm door verdamping in vacuum of door sputteren.
6. Laminaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de metaallaag bestaat uit roestvrijstaal of titanium.
7. Laminaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dragende laag uit papier of karton tevoren is gevormd tot een houder.
8. Houder uit een laminaat volgens één der voorgaande conclusies, welke houder geheel gesloten kan worden, dan wel voorzien is van een open uiteinde en bestemd is voor het omhullen van een voedselprodukt tijdens een behandelingsproces van het voedselprodukt in een microgolfoven, welke houder aanvankelijk een hoge mate van totale afscherming verschaft van het voedselprodukt ten opzichte van de microgolven.
NL8801407A 1988-06-01 1988-06-01 Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten. NL8801407A (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8801407A NL8801407A (nl) 1988-06-01 1988-06-01 Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten.
EP89201319A EP0344839A1 (en) 1988-06-01 1989-05-22 A bi-functionally active packaging material for microwave food products

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8801407A NL8801407A (nl) 1988-06-01 1988-06-01 Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten.
NL8801407 1988-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8801407A true NL8801407A (nl) 1990-01-02

Family

ID=19852388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8801407A NL8801407A (nl) 1988-06-01 1988-06-01 Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten.

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0344839A1 (nl)
NL (1) NL8801407A (nl)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0350660A3 (en) * 1988-07-13 1992-01-02 Societe Des Produits Nestle S.A. Composite sheet stock for microwave heating and receptacle
DE69132849T2 (de) * 1990-12-20 2002-06-13 Pillsbury Co Temperaturgesteuerte mikrowellensuszeptorstruktur
US5170025A (en) * 1990-12-20 1992-12-08 The Pillsbury Company Two-sided susceptor structure
US6188055B1 (en) * 1996-12-03 2001-02-13 Advanced Deposition Technologies, Inc. Micromesh heating material and food packages made therefrom
US7112771B2 (en) 2004-03-09 2006-09-26 Ball Corporation Microwavable metallic container
US8080770B2 (en) 2004-03-09 2011-12-20 Ball Corporation Microwavable metallic container
US7378625B2 (en) 2004-03-09 2008-05-27 Ball Corporation Microwavable metallic container

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0000797A1 (en) * 1977-08-04 1979-02-21 THE PROCTER & GAMBLE COMPANY Microwave energy moderator
US4230924A (en) * 1978-10-12 1980-10-28 General Mills, Inc. Method and material for prepackaging food to achieve microwave browning
CA1153069A (en) * 1979-03-16 1983-08-30 Oscar E. Seiferth Food receptacle for microwave cooking
CA1274126A (en) * 1986-02-21 1990-09-18 Hua-Feng Huang Composite material containing microwave susceptor materials
US4757940A (en) * 1986-05-07 1988-07-19 International Paper Company Ovenable paperboard food tray
US4713510A (en) * 1986-06-25 1987-12-15 International Paper Co. Package for microwave cooking with controlled thermal effects

Also Published As

Publication number Publication date
EP0344839A1 (en) 1989-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5910268A (en) Microwave packaging structures
US6133560A (en) Patterned microwave oven susceptor
AU616996B2 (en) Control of microwave interactive heating by patterned deactivation
USRE34683E (en) Control of microwave interactive heating by patterned deactivation
US5164562A (en) Composite susceptor packaging material
US4703148A (en) Package for frozen foods for microwave heating
US5185506A (en) Selectively microwave-permeable membrane susceptor systems
US4713510A (en) Package for microwave cooking with controlled thermal effects
US4230924A (en) Method and material for prepackaging food to achieve microwave browning
US4777053A (en) Microwave heating package
US5260537A (en) Microwave heating structure
CA1153069A (en) Food receptacle for microwave cooking
US5858487A (en) Non-stick microwaveable food wrap
CA1316992C (en) Susceptors for heating in a microwave oven having metallized layer deposited on paper
US4833007A (en) Microwave susceptor packaging material
US20110204046A1 (en) Microwave Heating Construct for Frozen Liquids and Other Items
JPH04327163A (ja) マイクロ波による料理用バッグ
NL8801407A (nl) Bifunctioneel actief verpakkingsmateriaal voor met microgolven te behandelen voedselprodukten.
EP2051562A1 (en) IR reflective material for cooking
EP0416026B1 (en) Susceptor for heating a single food product
CA1304046C (en) Microwave interactive package containing stainless steel and method ofmaking same
US20060008600A1 (en) Microwavable packaging material
JPH02184430A (ja) 熱感応体

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed