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微波爐用耐熱器皿的制作方法

文檔序號:3688994閱讀:465來源:國知局
專利名稱:微波爐用耐熱器皿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
含有具有良好耐高溫性能的聚合物、由微波爐產(chǎn)生的微波能量的接受體并具有較高導(dǎo)熱性的組合物可用作微波爐耐熱器皿。還描述了這種耐熱器皿的新型結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)
普通的烹飪?nèi)萜?,如鍋、煎鍋和烤模通常是由金屬制造的。人們?xí)慣于在金屬容器中進(jìn)行烹飪,無論是就所用的烹飪方法還是所制作的食品的味道和質(zhì)地來講。近來,微波爐的使用普及起來,并且由于微波的性質(zhì),金屬容器一般不能用于這種爐中。
在過去的20年左右中,隨著開發(fā)出了具有更佳耐高溫性的熱塑性聚合物(TP),已經(jīng)提議將這類聚合物用于耐熱器皿,見例如美國專利4,626,557、4,503,168、4,585,823、5,308,913和5,141,985,和歐洲專利申請846,419,在此引入所有這些專利作為參考。已經(jīng)由熱固性聚合物制備出類似的物品。這些聚合物烹飪?nèi)萜骺梢杂糜跓岷?或微波爐并且一般可以承受這些爐中通常所用的最高溫度,例如約290℃(約550°F)或更高。這些容器具有幾個優(yōu)點(diǎn)。它們可以模塑為實(shí)際上任何形狀,以便易于密封,并且內(nèi)容物可以冷藏或冷凍。還有,它們較難破壞,并且重量較輕。但是,當(dāng)在這種容器中烹飪食品時,特別是在微波爐中,烹飪方法(例如時間和/或溫度)必須不同于用于金屬容器的方法,或者食品一般不會有相同的味道和/或質(zhì)地。例如,在微波爐中于塑料容器中烹制的面包或砂鍋燉肉外表面可能不會發(fā)生褐變。這主要是由于在微波爐中熱較均勻地傳導(dǎo)到待烹飪物品的深處,而非從表面?zhèn)鲗?dǎo)入內(nèi)部。還有,在微波爐中,通常不存在熱表面以賦予待烹飪物品醬色。
為了克服微波爐中缺乏褐變的缺陷,如國際專利申請01/34720所報道,將包含接受體的陶瓷引入到耐熱器皿中。通常,包含接受體的陶瓷是盤形的,它是一件陶瓷耐熱器皿的一部分。該耐熱器皿的缺點(diǎn)是重并且脆。同樣,用于這種耐熱器皿的材料昂貴且難以成形。
在日本特許公開63-141591和國際專利申請01/34702中,公開了用作為接受體的材料填充的耐高溫聚合物,特別是液晶聚合物(LCP)。已經(jīng)使用的材料包括鈦酸鋇和少量的碳纖維。當(dāng)成形為耐熱器皿并用于微波爐時,據(jù)說所得組合物能引起與耐熱器皿接觸的在烹物品表面發(fā)生褐變。因?yàn)榫酆衔镏械慕邮荏w吸收微波能量而將這些表面加熱。
各種包含接受體的組合物在微波爐中的應(yīng)用是已知的。參見例如美國專利5,021,293、5,049,714、4,518,651、4,851,632和4,933,526。在這些專利的實(shí)施例中,含有接受體的層一般非常薄。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及適用于微波爐的一件耐熱器皿。該耐熱器皿或其一部分是由包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物和加熱有效量的微波接受體的混合物的組合物制造的,所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約250℃或更高,所述熱固性聚合物的軟化點(diǎn)為約250℃或更高,條件是當(dāng)沿該組合物的平面測試時,該組合物的熱導(dǎo)率為約0.70W/m°K或更高。
本發(fā)明還涉及一件可微波用耐熱器皿,它包含包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物和加熱有效量的微波接受體的混合物的組合物,所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約250℃或更高,所述熱固性聚合物的軟化點(diǎn)為約250℃或更高,其中至少一部分所述組合物為鑲件形式。
本發(fā)明還包括在微波爐中進(jìn)行烹飪的方法,該方法包括使待烹飪物品與上述組合物接觸,并將食物和該組合物暴露在微波輻射下。
附圖簡述

圖1-6圖解了多件包括鑲件的微波耐熱器皿,所述鑲件包括接受體并且具有較高的導(dǎo)熱性。
圖7圖解了具有類似構(gòu)造的耐熱器皿頂蓋。
發(fā)明詳述此處所用下列術(shù)語應(yīng)該具有下列含義。
“接受體”或“微波接受體”表示吸收微波爐中所用頻率的微波輻射(MR)的物質(zhì)。在用于烹飪和/或加熱食品的爐中,這類頻率典型地為約2450MHz??晒┻x擇地,特別是在工業(yè)微波爐中,頻率可以是950MHz或896MHz。接受體吸收這種MR的效率可以改變(見下)。當(dāng)接受體吸收微波輻射時,MR能轉(zhuǎn)化為熱能。
“加熱有效量的(微波)接受體”表示當(dāng)包含接受體的耐熱器皿部分經(jīng)受MR時,該部分可被MR加熱以使與該部分接觸的食品或飲品被加熱,優(yōu)選被烹制,更優(yōu)選褐變、烤成褐色,或進(jìn)行類似處理(在此統(tǒng)稱為褐變)的量。
“耐熱器皿”在此表示當(dāng)食品或飲品在爐中,優(yōu)選在微波爐中被烹制和/或加熱時與之接觸的裝置。它可以是“容器”,如碗、鍋(帶邊),圓筒狀(即飲料杯形狀),或可以是平的,類似于用于烹飪例如比薩餅的平板石形狀。在某些情況下該裝置可以帶有吸收或不吸收MR的蓋。一種優(yōu)選的形式是耐熱器皿是可反復(fù)使用的,即其設(shè)計和耐用性使其可多次重復(fù)使用,例如很像金屬煎鍋可以反復(fù)使用多次。優(yōu)選耐熱器皿在烹飪/加熱處理中可使用至少5次,更優(yōu)選至少10次。
“鑲件”在此表示較大裝置(通常為一件耐熱器皿)的一部分,并且在組成上不同于該件耐熱器皿的其余部分。鑲件可永久地結(jié)合在該件耐熱器皿上或與該耐熱器皿部件的其余部分可拆卸或根本不與之結(jié)合。例如,如果該套耐熱器皿的其余部分也是包含熱塑性聚合物的組合物,則可通過下述操作形成圓形煮鍋首先形成包含接受體的組合物的盤,然后用不包含接受體的第二組合物重疊模塑該盤,由此該盤形成鍋的底部內(nèi)表面。該盤的邊緣可以帶斜面,從而用第二組合物重疊模塑盤時,盤可以被鎖定在原位(見圖1)。另一個例子是模制含有接受體的材料的圓盤,并簡單地將其放置在第二組合物盤的頂上,待烹飪的食品或飲品放置在含有接受體的盤的頂上(見圖2)。在兩種情況中,包含接受體的部分均被認(rèn)為是鑲件。
“混合物”在此表示被混合的各組分(例如聚合物、接受體、填料)的混合物,優(yōu)選是相當(dāng)均勻的。它不包括包含一種或多種(但不是全部)組分的層的物品。
“食品”在此表示需要烹飪和/或加熱的已烹飪或未烹飪食品和/或飲品。
本發(fā)明包含接受體的組合物也包含熱塑性聚合物(TP)或熱固性聚合物(TSP)。
通過熔融熱塑性聚合物并隨后將其冷卻至其熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之下可使TP再成形。這種聚合物不經(jīng)交聯(lián)。當(dāng)由差示掃描量熱法測定,以熔融吸熱峰值作為熔點(diǎn),以轉(zhuǎn)變中點(diǎn)作為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時,TP的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于約250℃,優(yōu)選高于約300℃,更優(yōu)選高于約340℃,且特別優(yōu)選高于約370℃。這種測定可按照ASTM方法D3418進(jìn)行。如果聚合物沒有熔點(diǎn)(如果是無定形的)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,則可以使用其分解點(diǎn)。
用于本發(fā)明的TP應(yīng)該優(yōu)選具有足夠的耐熱性,以便當(dāng)它們?nèi)缢O(shè)計的那樣盛有食品和/或飲品并在微波爐中暴露于MR時,它們不會熔融。更優(yōu)選當(dāng)耐熱器皿在微波爐中暴露于MR且食品或飲品不存在時,它們應(yīng)該也不熔融。這類家用爐的微波能量最大輸出一般為約1500W。
有用的熱塑性塑料包括聚烯烴;聚酯,如聚對苯二甲酸乙二酯和聚(2,6-萘二甲酸乙二酯);聚酰胺,如尼龍-6,6和衍生自己二胺和間苯二甲酸的聚酰胺;聚醚,如聚苯醚;聚醚砜;聚(醚酰亞胺);聚硫,如聚對苯硫醚;液晶聚合物(LCP),如芳族聚酯、聚酯酰亞胺和聚酯酰胺;聚醚醚酮;聚醚酮;含氟聚合物,如聚四氟乙烯、四氟乙烯與全氟(甲基乙烯基醚)的共聚物和四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物;及其混合物和共混物。
TP的優(yōu)選類型為LCP?!耙壕Ь酆衔铩笔侵府?dāng)使用TOT試驗(yàn)或其任何合理的變型進(jìn)行試驗(yàn)時為各向異性的聚合物,如美國專利4,118,372所述,在此引入該專利作為參考。有用的LCP包括聚酯、聚(酯酰胺)和聚(酯酰亞胺)。一種優(yōu)選的聚合物形式是“全芳香性的”,即聚合物主鏈中所有的基團(tuán)都是芳香性的(連接基團(tuán)如酯基除外),但可以存在非芳香性的側(cè)基。
在包含接受體的組合物中可以使用TSP代替TP。當(dāng)通過ASTM方法D648(熱撓曲溫度)方法A在1.82MPa載荷下測定時,TSP的軟化溫度應(yīng)該為約250℃或更高,優(yōu)選高于約300℃,更優(yōu)選高于約340℃,且特別優(yōu)選高于約370℃。有用的TSP包括旨在用于高溫的環(huán)氧樹脂和雙(馬來酰亞胺)三嗪。
TP是用于本發(fā)明的優(yōu)選類型的聚合物。
實(shí)際上所有的TP和TSP,包括以上所列的那些類型,其熱導(dǎo)率一般都<<1W/m°K。因?yàn)樵诤邮荏w材料的深度內(nèi)吸收微波,所以在材料整個厚度內(nèi)可能存在顯著的溫度梯度。這些梯度可以足夠大,以致含接受體材料的內(nèi)部熔融而外表面仍然保持固態(tài)。為避免這種情況,包含接受體的材料的熱導(dǎo)率應(yīng)該為約0.7W/m°K或更高。
通過混合TP或TSP與顆粒狀材料(填料)可以提高包含接受體的組合物的熱導(dǎo)率,顆粒狀材料本身具有較高的熱導(dǎo)率,例如約10W/m°K或更高,更優(yōu)選約20W/m°K或更高。下面為Y.S.Touloukian等人在Thermophysical Properties of Matter,Vol.2,IFI/Plenum,NewYork,1970中報道的有用填料,括號中為在約273°K下的近似熱導(dǎo)率。有用的填料包括石墨(包括炭黑和碳纖維)(50-200,廣泛變化)、MgO(60)、BeO(200)、氧化鋁(45-150)、氧化鋅(28)、CaF2(700)和SiC(約100-500)。優(yōu)選的導(dǎo)熱性填料為石墨、MgO、氧化鋁、炭黑和碳纖維。特別優(yōu)選的導(dǎo)熱性填料為石墨、炭黑和碳纖維。
可以使用一種以上的這種填料。一般而言,導(dǎo)熱性填料的用量越多,TP或TSP組合物的熱導(dǎo)率越高。相較于所獲得的實(shí)際導(dǎo)熱性,可以使用的導(dǎo)熱性填料的上限更多地取決于其對組合物物理強(qiáng)度和韌性的影響。可任選將這些導(dǎo)熱性填料,特別是那些不同時是接受體的填料加入到包含接受體的組合物中以將熱導(dǎo)率提高到所需水平。
有用的接受體在本領(lǐng)域是已知的。作為有用的接受體的材料包括選擇的無機(jī)化合物、半導(dǎo)體和不良導(dǎo)電體如碳和金屬。具體的材料包括鋁(粉末或塵粉)、碳(各種形式的,如炭黑、石墨粉和碳纖維)、鈦酸鋇和金屬氧化物如氧化鋅和氧化鐵如磁鐵礦。在某些情況下,金屬可能不是接受體的優(yōu)選形式。
接受體在TP或TSP基組合物中的濃度(以及組合物的量和接受體的效率)決定著MR將被吸收的比例。被包含接受體的組合物吸收的比例越高,在任何特定的烹飪情況下可供食品或飲品直接吸收的比例就越少。被包含接受體的組合物吸收的MR的比例越高,組合物將變得越熱。
一種材料可以同時用作接受體和導(dǎo)熱性填料。例如各種形式的碳是接受體并且具有高導(dǎo)熱性。例如石墨粉、碳纖維或炭黑形式的碳是優(yōu)選的組合接受體和導(dǎo)熱性填料。粉末或塵粉形式的金屬也是接受體并且具有高導(dǎo)熱性。
優(yōu)選該填料和接受體應(yīng)該是較小的顆粒。一般顆粒狀材料的最大尺寸(平均)應(yīng)該小于約500μm,并且如果使用纖維狀材料,(平均)長度應(yīng)該小于1mm。該填料和接受體優(yōu)選均勻分散在TP或TSP中??梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)熔融混合技術(shù)和設(shè)備,例如單或雙螺桿擠出機(jī)將它們混入TP中。可在TSP進(jìn)行交聯(lián)之前,使用用于未交聯(lián)TSP的標(biāo)準(zhǔn)混合方法將它們混入TSP中。
在某些情況下組合物的熱導(dǎo)率必須為約0.7W/m°K或更高,優(yōu)選約1.0W/m°K或更高,更優(yōu)選約2.0W/m°K或更高,非常優(yōu)選約3.0W/m°K或更高,特別優(yōu)選約5.0W/m°K或更高。但是,如本文中所述,包含接受體的鑲件在所有情況下均不必具有較高的導(dǎo)熱性,例如在鑲件較薄和/或在以其為一部分的耐熱器皿中有效冷卻時。TP或TSP優(yōu)選作為連續(xù)相存在于組合物中。一般高導(dǎo)熱性填料(或接受體,如果接受體也具有高導(dǎo)熱性的話)占組合物的約5-約65重量%。使用ASTM方法D5930沿耐熱器皿的測試部分或耐熱器皿件的平面(最薄截面)來測定組合物的熱導(dǎo)率。
上述用于耐熱器皿的聚合物組合物(不包含實(shí)質(zhì)量的接受體)的熱導(dǎo)率一般非常低。例如,使用下面實(shí)施例1-4所用的相同的LCP,制備包含51.6%LCP、13%LCP的藍(lán)顏料濃縮物、35%滑石和0.56%Ultranox抗氧劑(所有的百分?jǐn)?shù)均基于組合物的總重量)的組合物并模塑成盤。在100℃沿盤平面的熱導(dǎo)率為0.40W/m°K。
在設(shè)計包含接受體的耐熱器皿時一個重點(diǎn)考慮的是將接受體吸收MR而產(chǎn)生的熱傳遞給被烹制的食品。當(dāng)接受體包含在厚度為約50μm或更厚的部分中(至少在該部分的一部分中)時情況特別如此,當(dāng)厚度為約100μm或更厚時情況更特別如此,且當(dāng)厚度為約200μm或更厚時情況非常特別如此。聚合物一般具有不良的導(dǎo)熱性。如果包含接受體的材料內(nèi)的熱量不能傳導(dǎo)出該材料,其溫度,特別是內(nèi)部溫度將升高,并且熱量不能有效地傳遞給被烹制的食品。這當(dāng)然抵消了使用包含接受體的材料的部分優(yōu)勢??赡芤仓匾氖牵绻邮荏w的材料的溫度升高至組合物中TP或TSP的熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(看哪一個更高),包含接受體的材料可能熔化、分解,甚至著火,或者被烹制的食品可能被遭踏和/或著火。對于與包含接受體的材料接觸的組合物,例如如圖1-6中所示與鑲件接觸的材料,情況可能同樣如此。由此,當(dāng)包含接受體的材料具有上述厚度時,包含接受體的組合物也具有較高的導(dǎo)熱性是有利的。
圖1-6顯示了多件根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的耐熱器皿。圖1顯示的是煎鍋或蒸煮鍋的頂視圖(圖1a)和截面圖(圖1b)。在圖1a中,1為帶有上表面5的包含接受體的鑲件。2為由不包含接受體并且導(dǎo)熱性較低的熱塑性組合物制成的煎鍋鍋體。鍋體2重疊模塑在1的邊緣上,兩個3是(任選的)嵌入模內(nèi)的手柄。圖1b顯示的是截面式的1、2和3,并且特別顯示了1的斜邊4,以及2是如何重疊模塑在該斜邊上以保持1在原位的。另外,圖1的鍋也可帶有2的組合物制成的鍋腳(未示出,并且可以作為2的一部分進(jìn)行模塑)以將鍋支撐在微波爐底之上,由此使MR通過從微波爐金屬底部反射出來而易于加熱1的底部中心。因?yàn)槭直?是由不包含接受體的組合物制成的并且具有較低的導(dǎo)熱性,由此在烹飪過程中它們保持相對涼爽,并且通常允許拿起鍋時不燙燒廚師的手指。鑲件1的高導(dǎo)熱性允許熱量很容易地流向上表面5,并由此流向待烹飪的食品。這防止了1和/或2的過熱。圖1的鍋可用于在烹飪時如同煎鍋一樣使食品的底部褐變(加入或不加入油或油脂),或者可以象爐灶面上的鍋一樣使用。關(guān)于圖1中鍋的大部分說明適用于其它圖中所示的耐熱器皿。
圖2顯示的是類似于圖1的鍋的截面圖,不同在于鑲件6帶有“倒向傾斜”的邊緣7,允許從鍋體8移走6以易于清洗6和/或8,和/或易于更換6和/或8。
圖3顯示的是“比薩餅石”的頂視圖(圖3a)和截面圖(圖3b),其中鑲件9僅僅是放置在帶有柄11的基座10上?;扇芜x帶有嵌入模內(nèi)的腳(未示出)以將該石鍋支撐在微波爐底之上,其在鍋中也是任選的?;?0可具有稍大于9的直徑的輕微凹陷,以便如果在端(至桌上)期間比薩餅石傾斜時,9不容易滑出10。圖3c顯示的是帶有突起邊緣12的9的替代性構(gòu)造。這些突起邊緣可防止比薩餅滑出9,和/或幫助比薩餅(未示出)的邊緣褐變。
圖4顯示的是幾種方形鍋13的頂視圖,每個鍋都帶有2個或多個呈現(xiàn)出各式圖案的鑲件14。這些鑲件可以非常類似于圖1鍋的鑲件而進(jìn)行重疊模塑,并且每個14都可具有類似于4的斜邊。
圖5顯示的是微波炒鍋的截面圖,鑲件16位于一般為球形的炒鍋的底部(炒鍋的熱源通常在炒鍋的底部),與帶有手柄18的鍋體17重疊模塑在一起。
圖6顯示的是一件圓筒形耐熱器皿的頂視圖(圖6a)和截面圖(圖6b),其中鑲件19在帶有手柄21的鍋體20的內(nèi)部。如圖6所示,鑲件可覆蓋整個底部和大部分內(nèi)側(cè)面,或者可以只覆蓋內(nèi)底和/或側(cè)面的一部分(未示出)。通過在低功率水平使用微波爐,這種類型的耐熱器皿可模擬所謂的電氣低溫鍋,不僅加熱被烹飪的食品,而且易于使與烹飪?nèi)萜鱾?cè)面和/或底部接觸的食品褐變。
耐熱器皿器件(如圖1-6所示者)也可帶有蓋(見圖7),蓋配合在耐熱器皿器件的頂部或者直接放在耐熱器皿器件中的食品頂部。該蓋可簡單地用于封住耐熱器皿器件的頂部,就像傳統(tǒng)金屬鍋上所用的蓋一樣。但是,特別是在直接與食品接觸時,該蓋也可是本文中所述的包含接受體并且具有某種最低導(dǎo)熱性的組合物。包含接受體的組合物可以作為鑲件存在于蓋中,類似于圖1-6中所示的鑲件。在某些情況中,只有蓋包含含有接受體的材料,特別是當(dāng)目的為使被烹制食品的頂部褐變時。在這種情況下,耐熱器皿器件可以是當(dāng)前使用的普通耐熱器皿器件。圖7顯示了這種蓋,其中包含接受體的組合物作為鑲件22與23重疊模塑,23是其它種不包含接受體的組合物,該重疊模塑的組合物具有手柄24。在某些情況下,優(yōu)選25小于盛裝食品的容器(未示出),以便蓋直接與食品的頂部接觸(未示出)。在此所述的包含含有接受體的組合物的蓋也視為本文的耐熱器皿件。
在另一類耐熱器皿中,特別是用于工業(yè)應(yīng)用時,包含接受體的材料可以是傳送帶,特別是與放置在傳送帶上的食品接觸的傳送帶的表面。因此這即是用于使與傳送帶表面接觸的食品表面褐變的原理。
在某些情況下,優(yōu)選當(dāng)烹飪/加熱完成時,與包含接受體的聚合物接觸的被烹飪和/或加熱的食品表面是松脆的。例如比薩餅外皮和許多烘烤品經(jīng)常優(yōu)選具有松脆表面。如果與食品接觸的包含接受體的聚合物的表面是光滑的,在烹飪/加熱過程中形成的水蒸汽就不易逃逸出去,由此得到柔軟(粘糊/粘濕)質(zhì)地的食品表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如果表面包括“水蒸汽逃逸通道”,則食品表面經(jīng)常要脆得多。這些通道是指凹槽、表面不規(guī)則、滾花圖案通道、孔或其它“通道”,通過這些通道在烹飪/加熱過程中形成的水蒸汽可以從食品表面與包含接受體的聚合物表面之間逃逸出去。這類通道可通過常規(guī)方法形成,例如可將它們用機(jī)械加工或壓花到包含接受體的聚合物的表面之中,但優(yōu)選在鑲件或與食品表面接觸的接受體的其它表面的模塑期間形成這些通道。
使用在此描述的炊具和/或用于此處所述烹飪方法的食品類型優(yōu)選為比薩餅。
上述炊具器件的制造可通過常規(guī)熔體成形技術(shù),例如注射模塑進(jìn)行。當(dāng)將鑲件“鎖定”在耐熱器皿器件中時,例如如圖1所示,鑲件可由不包含接受體的聚合物組合物重疊模塑。在這種情況中,優(yōu)選鑲件和重疊模塑組合物的TP或TSP具有相同或近似相同的組成(如果與聚合物混合的話,為聚合物本身,而不是填料和其它材料)。這有助于避免鑲件的差示收縮和隨后的破裂和/或松脫。如果兩種部件均使用LCP,則優(yōu)選在這些部件中因模塑操作而致的總體取向處于與最終耐熱器皿物件相同的方向。如果鑲件和重疊模塑組合物的聚合物的熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相同或相似,則必須注意在重疊模塑操作期間不能使鑲件顯著熔融或者發(fā)生其它變形。
在此描述的所有聚合物組合物均可包含典型加入到熱塑性塑料(或熱固性塑料)中的其它成分,例如填料、增強(qiáng)劑、增塑劑、阻燃劑、顏料、抗氧劑、抗臭氧劑和潤滑劑,其用量為這類組合物中的通常用量。這些添加劑可在一定程度上影響導(dǎo)熱性,但是必須滿足任何導(dǎo)熱性限制要求。
可用各種類型的防粘涂層全部或部分涂布耐熱器皿器件(包括包含接受體的組合物的涂層),所述防粘涂層防止被烹飪食品粘在耐熱器皿上和/或允許更容易地清洗耐熱器皿。例如可以使用各種類型的含有含氟聚合物的涂層,例如以商標(biāo)Teflon和Silverstone市售的。
為了使包含接受體的組合物在一件可反復(fù)使用的耐熱器皿中具有所需耐久性水平(如圖1-6中的鑲件),其應(yīng)該優(yōu)選至少約0.25mm厚,更優(yōu)選至少約0.50mm厚。
在此描述的耐熱器皿器件特別適用于其中常規(guī)的烹飪模式(在此烹飪包括食品和飲品的初始烹制及簡單(再)加熱)為使被烹飪或加熱的食品或飲品吸收MR的微波爐。多數(shù)微波爐只使用MR提供熱能,但有些也帶有對流(熱)加熱源。在此描述的耐熱器皿可用于這兩種微波爐。耐熱器皿器件還可用于“普通的”對流爐,因?yàn)檫@些器件也具有良好的耐熱性。
當(dāng)在對流爐或微波爐中進(jìn)行烹飪時,希望使食品本體的總體熱史與通常發(fā)生在一個或多個表面上的褐變度保持平衡。例如在對流爐中,如果爐溫太高,則在食物的內(nèi)部尚未充分烹制之前,食物的外表面可能就褐變得太過,即燒焦。由此一塊面包可能在其內(nèi)部完全烤好之前外側(cè)已燒焦。為了控制對流爐中的這些因素,通過經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn),廚師已經(jīng)學(xué)會了調(diào)節(jié)食品配方、烹飪溫度、烹飪?nèi)萜?材料)和被烹飪食品的形狀和質(zhì)量,以便控制烹制相對褐變的相對量。類似的考慮適用于在微波爐中使用本發(fā)明耐熱器皿進(jìn)行的烹飪。在某種程度上,應(yīng)該優(yōu)選平衡直接被待烹飪食品吸收的MR的量與被接受體吸收并轉(zhuǎn)化為熱的MR的量。來自接受體的熱通過較高導(dǎo)熱性的組合物傳導(dǎo)至被烹飪食品的表面,在此熱傳遞給食品的表面。被食品和接受體直接吸收的MR的相對量受接受體和食品的相對質(zhì)量、形狀和構(gòu)造以及爐中MR樣式的影響。反過來接受體的質(zhì)量、形狀和構(gòu)造由接受體在包含接受體的組合物中的濃度、該組合物的體積且特別是厚度、包含接受體的組合物的熱導(dǎo)率和該組合物在爐中與食品的相對位置決定。另一個可影響褐變量與烹飪度之間關(guān)系的變量是食品本身所用的配方??赡苄枰M(jìn)行一些實(shí)驗(yàn),但當(dāng)設(shè)計用于食品的新型烹飪?nèi)萜骱?或配方時,其是常規(guī)方法。
為了獲得包含接受體的組合物中所需的性能平衡,特別是MR的吸收效率和導(dǎo)熱性的平衡,可以使用不同的材料來作為接受體和導(dǎo)熱性填料,并獨(dú)立地平衡各個性能(兩種材料的存在將在一定程度上影響另一種的性能,因?yàn)槊糠N占據(jù)著組合物一定的體積百分比),或者可以使用既是接受體又具有高導(dǎo)熱性的單一材料,或這些材料的任意組合。
在實(shí)施例中所用LCP與美國專利5,110,896的LCP-4具有相同的組成,在此引入該專利作為參考。該LCP的組成為(摩爾份)50/50/70/30/320氫醌/4,4’-雙酚/對苯二甲酸/2,6-萘二甲酸/4-羥基苯甲酸。所用碳纖維(CF)為Panex33CF碳纖維(由Zoltek Corp.提供),所用玻璃纖維(GF)為Owens Corning 408級(Owens CorningFiberglass,Toledo,OH,USA),所用其它碳纖維為CF300,是由Conoco,Inc.,Houston,TX,USA提供的瀝青碳纖維。所有的聚合物組成百分比均為重量百分比。
通過ASTM方法D638測定拉伸強(qiáng)度和伸長率。通過ASTM方法D790測定撓曲模量和強(qiáng)度,并通過ASTM方法D5930測定熱導(dǎo)率(沿試件的平面)。
實(shí)施例1-4通過在機(jī)筒設(shè)置為340-350℃的30mm Werner & Pfleiderer雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混表1中所示各組分制備LCP樣品(所示量為占總組合物的重量百分比)。將擠出的線料冷卻并切割成粒料。將粒料注射模塑成試板和試樣,試驗(yàn)結(jié)果示于表1中。
表1
a還包含研磨成細(xì)粉的9重量%的CF300。
實(shí)施例5將實(shí)施例4的組合物注射模塑成圓盤,尺寸為0.32cm厚,直徑為5.1cm,將其與盛有240mL水的玻璃杯一起放入General Electric微波爐中。微波爐的型號為JVM1440AA 001,額定功率為1.58kW。微波爐在所設(shè)定的最高功率運(yùn)轉(zhuǎn)2分鐘。經(jīng)過該時間后,取出該杯水,通過觸摸試驗(yàn)水溫。水溫遠(yuǎn)在體溫之上,但還沒有熱得放不進(jìn)去手指。
然后測試盤的溫度,盤太燙,無法持續(xù)地接觸。
實(shí)施例6通過與實(shí)施例1-4所述類似的方法制備包含35%LCP、55%CF300和10%玻璃纖維的母料,標(biāo)稱進(jìn)料速率為13.6kg/h(總體),螺桿速率為300rpm,機(jī)筒溫度設(shè)定在350℃。將擠出的線料冷卻并切割成粒料。在粒料共混物中用純LCP粒料“稀釋”這些粒料,以使該粒料共混物包含70%LCP、25%CF300和5%玻璃纖維。然后將該粒料共混物注射模塑(使用1.0MPa的背壓以保證兩種類型的粒料在粒料共混物中良好混合),后段溫度為337℃,中心段和前段溫度為340℃,螺桿速率為117rpm,得到0.32cm厚、直徑為10.2cm的盤。
實(shí)施例7在食品市場購買市售的冷凍薄硬皮比薩餅并將其切片。將比薩餅放在實(shí)施例6的盤頂上并放入配有轉(zhuǎn)臺、額定功率(輸入)為1.54kW的松下NN-6470A型微波爐中。開動微波爐(滿功率)約1.5-25分鐘,由此烹制比薩餅并且使比薩餅的底表面(外皮)褐變。但是當(dāng)使用具有光滑表面的盤時,底面的外皮一般褐變得較淺。當(dāng)使用帶有水蒸汽逃逸通道(例如鉆孔或機(jī)加工的“V”形槽)的盤時,比薩餅底部的外皮表面一般褐變得更深。
權(quán)利要求
1.一件耐熱器皿,其包括組合物,該組合物包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物和加熱有效量的微波接受體的混合物,所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約250℃或更高,所述熱固性聚合物的軟化點(diǎn)為約250℃或更高,條件是當(dāng)沿該組合物的平面測試時,該組合物的熱導(dǎo)率為約0.70W/m°K或更高。
2.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,其中所述耐熱器皿中至少一部分所述組合物的厚度為約100μm或更厚。
3.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,還包括包含所述組合物的蓋。
4.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,其包括蓋和底。
5.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,其中使用所述熱塑性聚合物。
6.權(quán)利要求6所述的耐熱器皿,其中所述熱塑性聚合物為液晶聚合物。
7.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,其中所述熱導(dǎo)率為約2.0W/m°K或更高。
8.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,還包括水蒸汽逃逸通道。
9.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,另外包括熱導(dǎo)率為約20W/m°K或更高的填料。
10.權(quán)利要求1所述的耐熱器皿,其中所述接受體包括石墨。
11.一件耐熱器皿,其包括組合物,該組合物包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物和加熱有效量的微波接受體的混合物,所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約250℃或更高,所述熱固性聚合物的軟化點(diǎn)為約250℃或更高,其中至少一部分所述組合物為鑲件形式。
12.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,其中所述耐熱器皿中至少一部分所述組合物的厚度為約100μm或更厚。
13.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,還包括包含所述組合物的蓋。
14.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,其為蓋。
15.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,其中存在所述熱塑性聚合物并且其為液晶聚合物。
16.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,其中所述鑲件進(jìn)一步包括水蒸汽逃逸通道。
17.權(quán)利要求11所述的耐熱器皿,其中所述微波接受體包括石墨。
18.在微波爐中進(jìn)行烹飪的方法,該方法包括使待烹飪物品與一種組合物接觸,該組合物包括熱塑性聚合物或熱固性聚合物和加熱有效量的微波接受體的混合物,所述熱塑性聚合物的熔點(diǎn)和/或玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為約250℃或更高,所述熱固性聚合物的軟化點(diǎn)為約250℃或更高,條件是當(dāng)沿該組合物的平面測試時,該組合物的熱導(dǎo)率為約0.70W/m°K或更高,以及將與所述組合物接觸的食物暴露在微波輻射下。
19.權(quán)利要求18所述的方法,其中所述耐熱器皿中至少一部分所述組合物的厚度為約100μm或更厚。
20.權(quán)利要求18所述的方法,其中使用所述熱塑性聚合物。
21.權(quán)利要求20所述的方法,其中所述熱塑性聚合物為液晶聚合物。
22.權(quán)利要求18所述的方法,其中所述熱導(dǎo)率為約2.0W/m°K或更高。
23.權(quán)利要求18所述的方法,其中所述組合物還包括水蒸汽逃逸通道。
24.權(quán)利要求18所述的方法,其中所述微波接受體包括石墨。
25.權(quán)利要求18所述的方法,其中包括所述組合物的耐熱器皿在所述方法中是重復(fù)使用的。
26.權(quán)利要求18所述的方法,其中在所述方法進(jìn)行過程中烹飪和/或加熱比薩餅。
全文摘要
微波爐用耐熱器皿,其包括一種組合物,該組合物包括接受體和熱塑性或熱固性聚合物,當(dāng)該組合物也具有約0.7W/m°K或更高的熱導(dǎo)率時,可改進(jìn)該耐熱器皿。當(dāng)該組合物的導(dǎo)熱性高時,特別是當(dāng)包含該接受體的部分較厚時,因接受體吸收微波輻射而產(chǎn)生的熱量更容易傳遞給被烹飪的食品。同樣還記載了許多件包含這種組合物的耐熱器皿的設(shè)計。
文檔編號C08L1/00GK1671783SQ03817864
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者M·R·薩米爾斯, M·G·瓦戈納, J·D·西特倫, R·穆恩斯, C·J·莫爾納 申請人:納幕爾杜邦公司
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