DE69933959T2 - Gemusterter Mikrowellensuszeptor - Google Patents

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    • B65D2581/3494—Microwave susceptor

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Mikrowellenaufnehmer weist typisch eine Lage aus einer metallisierten Kunststoffschicht auf, die auf ein abmessungsstabiles Substrat wie etwa Karton laminiert ist. Die Dicke des Metalls ist so beschaffen, dass das Metall Mikrowellenenergie absorbiert und sie in Wärme umsetzt. Solche Aufnehmer werden häufig kommerziell verwendet, um ein Lebensmittel in Kontakt mit dem Aufnehmer zu bräunen und aufzubacken. Ein Beispiel einer solchen Verwendung steht in Zusammenhang mit gefrorener abgepackter Pizza, die einen Durchmesser von etwa 7 Zoll (etwa 18 cm) aufweist. Der Aufnehmer, der unter der Pizza platziert ist, bräunt und backt die Kruste der Pizza auf. Allerdings ist festgestellt worden, dass ein herkömmlicher Aufnehmer die Mitte der Pizza nicht zufrieden stellend bräunt oder aufbackt, wenn die Pizza einen Durchmesser von etwa 8 bis 12 Zoll (etwa 20 bis 30 cm) hat. Das US-Patent 4.896.009 an Pawlowski offenbart, dass die Bräunungs- und Aufbackwirkung eines Aufnehmers, der mit Pizzas verwendet wird, die einen Durchmesser im Bereich von 7 bis 12 Zoll besitzen, durch die Schaffung einer oder mehrerer Öffnungen in der Mitte des Aufnehmers verbessert werden kann. Nach Pawlowski erfolgt die Verbesserung aufgrund des Entweichens von Dampf durch die Öffnungen, was ermöglicht, dass die Pizza mit dem Aufnehmer in Kontakt bleibt. Allerdings erfordert die Schaffung von Öffnungen in dem Aufnehmer einen separaten Schritt bei der Herstellung des Aufnehmers und erzeugt Stanzabfall, der entsorgt werden muss. Außerdem zerstört sie die Integrität des Aufnehmers, der einen Teil der Verpackung für die Pizza bildet.
  • Diese Erfindung schafft einen Aufnehmer, der Ergebnisse liefert, die wenigstens ebenso gut sind wie die Ergebnisse, die durch den Aufnehmer in Bezug auf Pawlowski geliefert werden, indem ein Muster aus für Mikrowellen durchlässigen Flächen in dem Aufnehmer geschaffen wird. Die US-Patente 4.883.936 und 5.220.143 offenbaren, dass die Heizwirkung eines Aufnehmers in ausgewählten Bereichen durch die Schaffung eines Musters aus für Mikrowellen durchlässigen Flächen in dem Aufnehmer verringert werden kann, wobei es jedoch die Aufgabe dieser Erfindung ist, die Heizwirkung des Aufnehmers zu erhöhen und nicht zu verringern. Das US-Patent 5.530.231 offenbart, dass die Heizwirkung des Aufnehmers durch die Schaffung eines Musters aus für Mikrowellen durchlässigen Flächen in dem Aufnehmer erhöht werden kann, wobei das Patent jedoch das Muster dieser Erfindung, das bessere Ergebnisse liefert, nicht lehrt.
  • US 5 278 378 offenbart ein Mikrowellenheizelement, das es ermöglicht, ein gleichmäßiges Mikrowellenkochen eines Lebensmittels zu erreichen. Das Element weist eine Lage aus einem elektrisch leitenden Material mit kreisförmigen Öffnungen auf, die durch die Lage ausgebildet sind und die in einer regelmäßigen Anordnung, die Wärmeenergie erzeugt, wenn Sie Mikrowellenenergie ausgesetzt ist, sowie benachbart zu einem Lebensmittel angeordnet sind. In wenigstens einigen Öffnungen ist eine Antenne vorgesehen, um Mikrowellenenergie zu und durch die Öffnungen zu leiten. Die Lage aus elektrisch leitendem Material ist normalerweise auf eine Lage Karton geklebt mit einer darüber liegenden Lage aus einer Polymerschicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung ist eine Verbesserung in Bezug auf den typischen Mikrowellenaufnehmer, der eine Lage aus einer metallisierten Kunststoffschicht aufweist, die auf ein abmessungsstabiles Substrat wie etwa Papier oder Karton laminiert ist. Der Aufnehmer dieser Erfindung besitzt ein Muster aus für Mikrowellen im Wesentlichen durchlässigen Flächen in der Metalllage auf der Kunststoffschicht, das die Heizwirkung des Aufnehmers in der mittleren Fläche des Aufnehmers erhöht.
  • Jede durchlässige Fläche ist abgegrenzt, d. h., sie ist eine geschlossene geometrische Figur. Daher ist der Aufnehmer, in dem das Muster gebildet ist, elektrisch nicht unterbrochen. Die geometrische Figur kann ein Polygon wie etwa ein Dreieck, ein Rechteck oder ein Sechseck, ein Kreis oder eine Ellipse, ein Kreuz oder ein Stern sein. Die geometrische Figur weist vorzugsweise ein Schlankheitsverhältnis von etwa 1 zu 1 bis 2 zu 1 auf. Dementsprechend ist sie, falls die Figur ein Polygon ist, vorzugsweise ein regelmäßiges Polygon wie etwa ein Quadrat. Die Figur ist am stärksten bevorzugt ein Kreis.
  • Die lineare Hauptabmessung der durchlässigen Fläche liegt im Bereich von etwa 0,6 bis 2,5 cm. Falls die Fläche z. B. ein Kreis ist, liegt der Durchmesser des Kreises im Bereich von etwa 0,6 bis 2,5 cm, wobei er idealerweise etwa 1,3 cm (etwa 0,5 Zoll) beträgt, was zufällig etwa 1/8 der Wellenlänge von Mikrowellen in einem herkömmlichen Mikrowellenherd ist. Wenn die durchlässige Fläche ein Kreis ist und der Aufnehmer zum Bräunen der Kruste einer gefrorenen Pizza in einem Mikrowellenherd verwendet wird, bildet sich an der Pizza um den Kreis ein brauner kreisförmiger Ring. Die Dicke des kreisförmigen Rings (der Abstand vom Rand des Kreises zum Rand der Bräunung) beträgt etwa 0,13 Zoll (etwa 0,33 cm). Wenn der Durchmesser des Kreises mehr als etwa 0,5 Zoll (1,3 cm) beträgt, beträgt die Dicke des kreisförmigen Rings etwa dasselbe, wobei jedoch die Fläche innerhalb des kreisförmigen Rings, die nicht gebräunt ist, größer ist, so dass es nicht wünschenswert ist, den Durchmesser des Kreises im Wesentlichen über etwa 0,5 Zoll (1,3 cm) zu vergrößern. Wenn der Durchmesser des Kreises kleiner als etwa 0,5 Zoll (1,3 cm) ist, wird um den Rand des Kreises weniger Bräunung beobachtet, wobei z. B. die Dicke des kreisförmigen Rings kleiner ist, so dass es nicht wünschenswert ist, den Durchmesser des Kreises auf weniger als etwa 0,5 Zoll (1,3 cm) zu verkleinern.
  • Der Abstand zwischen benachbarten durchlässigen Flächen liegt vorzugsweise im Bereich von etwa einem bis drei cm.
  • Die durchlässige Fläche kann auf mehrere verschiedene Arten gebildet werden. Wie in dem US-Patent 5.530.231 beschrieben ist, kann auf der Kunststoffschicht ein Muster aus Öl aufgetragen werden, bevor das Metall auf der Schicht abgelagert wird, so dass die Ablagerung von Metall auf dem Film in den durch das Öl maskierten Flächen verhindert wird. Alternativ kann ein Ätzmittel wie etwa eine Lauge auf die metallisierte Kunststoffschicht aufgetragen werden, so dass das Metall gelöst und ausgewaschen wird, um die gewünschten durchlässigen Flächen zu bilden. Die bevorzugte Technik, die in dem US-Patent 4.865.921 beschrieben ist, besteht darin, eine Chemikalie wie etwa Natriumhydroxid, die das Metall inaktiviert, ohne es zu entfernen, in einem Muster aufzutragen, um die gewünschten durchlässigen Flächen zu bilden. Durchlässige Flächen können auch gebildet werden, indem Löcher in den Aufnehmer geschnitten werden, wie in dem Pawolowski-Patent gelehrt wird, auf das oben Bezug genommen wird, wobei jedoch, da solche Strukturen Stand der Technik sind, diese Erfindung auf Aufnehmer beschränkt ist, die nicht perforiert sind.
  • Die durchlässigen Flächen sind vorzugsweise in der Mitte des Aufnehmers konzentriert, da dort eine verbesserte Bräunung erwünscht ist. Weniger durchlässige Flächen werden benötigt, wenn der Abstand von der Mitte des Aufnehmers zunimmt. In der Fläche innerhalb eines Radius von etwa zwei Zoll (etwa fünf cm) von der Mitte liegt das Verhältnis der Größe der durchlässigen Flächen zu dieser mittleren Fläche des Aufnehmers (etwa 80 cm2) vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis 20 %. In dem kreisförmigen Ring, der sich von etwa zwei Zoll (etwa fünf cm) bis etwa vier Zoll (etwa zehn cm) von der Mitte des Aufnehmers erstreckt, liegt das Verhältnis der Größe der durchlässigen Flächen zu der Gesamtfläche des Aufnehmers vorzugsweise im Bereich von etwa 5 bis 15 %. Das Verhältnis der Größe der durchlässigen Flächen zu der Gesamtfläche des ganzen Aufnehmers liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 7 bis 15 %.
  • Die Erfindung wird nun ausführlicher beschrieben anhand bevorzugter Ausführungsformen sowie mithilfe der beigefügten Zeichnung, in der:
  • 1 eine Draufsicht der bevorzugten Ausführungsform des verbesserten Mikrowellenaufnehmers dieser Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittsteilansicht des in 1 gezeigten Aufnehmers längs der Linie 2-2 ist;
  • 3 eine graphische Darstellung der Oberflächentemperatur der mittleren Fläche der Kruste der Pizza, die unter Verwendung des in 1 gezeigten Aufnehmers in einem Mikrowellenherd erwärmt wird, im Vergleich zu der Oberflächentemperatur der mittleren Fläche der Kruste einer Pizza, die unter Verwendung eines herkömmlichen Aufnehmers in einem Mikrowellenherd erwärmt wird, ist; und
  • 4 eine graphische Darstellung ist, die den Bräunungsgrad, der unter Verwendung des in 1 gezeigten Aufnehmers erzielt wird, im Vergleich zu dem Bräunungsgrad, der unter Verwendung keines Aufnehmers sowie eines herkömmlichen Aufnehmers erreicht wird, zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, weist eine bevorzugte Ausführungsform des verbesserten Aufnehmers eine Lage aus einer Kunststoffschicht 10 auf, auf der eine Metalllage 12, vorzugsweise Aluminium, wie etwa durch Aufdampfen abgelagert ist. Die Dicke des Metalls ist so beschaffen, dass es Mikrowellenstrahlung absorbiert und die Mikrowellenenergie in Wärme umsetzt. Die Kunststoffschicht ist vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat hergestellt, wobei sie vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,48 Millizoll (etwa 12 Mikrometer) besitzt. Die metallisierte Schicht ist unter Verwendung eines herkömmlichen Klebstoffs 16 auf eine Lage Karton 14 laminiert.
  • Ein Muster aus einundvierzig Kreisen 18 wurde in der metallisierten Schicht durch Auftragen einer Chemikalie wie etwa Natriumhydroxid, um das Metall in jedem Kreis zu inaktivieren, gebildet. Das inaktivierte Metall ist für Mikrowellenstrahlung im Wesentlichen durchlässig. Der Durchmesser jedes Kreises betrug etwa 0,50 Zoll (etwa 1,3 cm). Die Inaktivierungschemikalie wurde außerdem verwendet, um in dem ringförmigen peripheren Rand 22 des Aufnehmers ein Gittermuster 20 zu bilden. Die Breite des peripheren Randes 22 betrug etwa 0,75 Zoll (etwa 1,9 cm). Die Gesamtbreite des Aufnehmers betrug 10,5 Zoll (etwa 27 cm), um eine Pizza von etwa derselben Größe (nicht gezeigt) aufzunehmen, die auf der Oberseite des Aufnehmers platziert wird. Die Metalllage 12, die als ein graues Substrat unterhalb der klaren Kunststoffschicht 10 zu sehen ist, ist in 1 durch eine Punktierung angezeigt. Das inaktivierte Metall erscheint weiß.
  • Eine kommerziell verfügbare gefrorene Pizza, die dem Aufnehmer entspricht, wurde auf der Oberseite des Aufnehmers platziert und in einem Mikrowellenherd erwärmt. LuxtronTM-Temperaturfühler wurden zwischen der Pizza und dem Aufnehmer in dem Kreis in der Mitte des Aufnehmers und um den Kreis platziert. Dieses Experiment wurde unter Verwendung eines herkömmlichen Aufnehmers, d. h. eines Aufnehmers, bei dem die Metalllage die gesamte Oberfläche des Aufnehmers abdeckte, wiederholt. Die Ergebnisse sind in 3 gezeigt, wobei die Linie A die durchschnittlichen Temperaturen darstellt, die durch die Fühler in Kontakt mit dem Kreis aufgezeichnet wurden, die Linie B die durchschnittlichen Temperaturen darstellt, die durch die Fühler in Kontakt mit der Fläche um den Kreis aufgezeichnet wurden, und die Linie C die durchschnittliche Temperatur darstellt, die durch vergleichbar platzierte Fühler unter Verwendung des herkömmlichen Aufnehmers aufgezeichnet wurde. Wie aus 3 ersichtlich ist, erzeugt der Aufnehmer dieser Erfindung eine höhere Endtemperatur in der mittleren Fläche der Pizza als ein herkömmlicher Aufnehmer.
  • Der Bräunungsgrad der Kruste einer genauso erwärmten Pizza wurde unter Verwendung eines Backmeters MinoltaTM BC-10 gemessen, das Baking Contrast Units (BCUs) misst. Je kleiner die BCUs sind, um so brauner ist die Farbe. Messungen wurden an acht Stellen längs eines ersten Durchmessers der Pizza und an acht weiteren Stellen längs eines zweiten Durchmessers senkrecht zu dem ersten Durchmesser durchgeführt. In 4 sind die Ergebnisse für gefrorene Pizzas, die unter Verwendung des in 1 gezeigten Aufnehmers, eines vergleichbaren herkömmlichen Aufnehmers und keines Aufnehmers erwärmt worden, im Vergleich zu einer gefrorenen Pizza, bevor sie erwärmt wird, gezeigt. Die Linie D stellt die durch das Backmeter an allen 16 Stellen aufgezeichneten durchschnittlichen BCUs dar, während die Linie E die durch das Backmeter an den zehn der Mitte der Pizza am nächsten liegenden Stellen aufgezeichneten durchschnittlichen BCUs darstellt. Wie aus 4 ersichtlich ist, ergibt eine unter Verwendung des Aufnehmers dieser Erfindung erwärmte Pizza eine Pizza, die insgesamt brauner als eine unter Verwendung eines herkömmlichen Aufnehmers erwärmte Pizza ist und die insbesondere in der mittleren Fläche einer Pizza brauner ist.

Claims (12)

  1. Nicht perforierter, elektrisch nicht unterbrochener Mikrowellenaufnehmer (10, 12), der eine Lage aus einer metallisierten Kunststoffschicht (10) aufweist, die auf ein abmessungsstabiles Substrat (14) laminiert ist, wobei der Aufnehmer (10, 12) ein Muster aus für Mikrowellen im Wesentlichen durchlässigen Abgrenzungsflächen (18) in der Metalllage (12) auf der Kunststoffschicht (10) besitzt, das die Heizwirkung des Aufnehmers in der mittleren Fläche des Aufnehmers erhöht, wobei jede durchlässige Fläche eine lineare Hauptabmessung im Bereich von 0,6 bis 2,5 cm und ein Schlankheitsverhältnis im Bereich von 1 zu 1 bis 2 zu 1 besitzt.
  2. Aufnehmer nach Anspruch 1, bei dem sich die Mitte des Aufnehmers wenigstens 10 cm von der nächsten Kante des Aufnehmers befindet.
  3. Aufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die durchlässige Fläche die Form eines Kreises hat.
  4. Aufnehmer nach Anspruch 3, bei dem der Durchmesser des Kreises im Bereich von 0,6 bis 2,5 cm liegt.
  5. Aufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die durchlässige Fläche die Form eines Polygons hat.
  6. Aufnehmer nach Anspruch 5, bei dem das Polygon ein Schlankheitsverhältnis im Bereich von 1 zu 1 bis 2 zu 1 hat.
  7. Aufnehmer nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem das Polygon regelmäßig ist.
  8. Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abstand zwischen benachbarten durchlässigen Flächen im Bereich von einem bis drei cm liegt.
  9. Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das abmessungsstabile Substrat (14) Papier oder Karton ist.
  10. Aufnehmer nach Anspruch 1, wobei der Aufnehmer ein Muster aus im Wesentlichen durchlässigen Kreisen (18) in der Metalllage (12) auf der Kunststoffschicht (10) besitzt, das die Heizwirkung des Aufnehmers in der mittleren Fläche des Aufnehmers erhöht, wobei jeder Kreis (18) einen Durchmesser von etwa 1,3 cm besitzt, der Abstand zwischen benachbarten Kreisen im Bereich von einem bis drei cm liegt und der Aufnehmer elektrisch nicht unterbrochen ist.
  11. Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis der Größe der durchlässigen Flächen in der mittleren Fläche des Aufnehmers zu der mittleren Fläche des Aufnehmers im Bereich von 10 bis 20 % liegt, wobei die mittlere Fläche ein Kreis mit einer Fläche von etwa 80 cm2 ist.
  12. Aufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis der Größe der durchlässigen Flächen zu der Fläche des Aufnehmers im Bereich von 7 bis 15 % liegt.
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