一种能够根据微波辐射从微波可透过状态转变到微波阻挡状态的微波容器（１０）。该容器的壁部分含有多个分离的、不相接触的微波反射材料元件（２０），和微波吸收材料（２２）或热活性材料。开始时，微波反射材料元件（２０）允许微波能量进入容器中，当吸收了预定量的微波能后，微波吸收材料（２２）或热活性材料将作出反应，并将微波反射材料元件（２０）聚结成一连续阵列或式样，从而阻挡微波能量进入容器（１０）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
本专利技术涉及食品包装材料领域，特别是涉及用于微波辐射的食品包装领域。在过去，这种装有食品的包装可能包括有一个接受器，以集中热能来加热或烹制包装袋内的食品。除了在某些特定情况下，可以降低或消除由接受器或折叠部分产生的集热外，这种包装通常无法防止食品被过分加热或过度烹制。一种典型的例子就是微波烤制爆米花，其通常在一个带有一接受器的纸袋中进行。已经发现，当爆米花爆开的时候，其往往由于持续暴露于微波辐射中很容易被烧焦。显然，现有技术中没有考虑到食品在微波辐射环境下暴露时间过长的问题。本专利技术通过提供一种在一开始时可透过微波辐射(允许进行正常微波加热和烹制)的结构，从而克服了现有技术中存在的上述缺陷。当到达一预定的温度后，本专利技术的结构将发生形态变化或从其原始形态转变为一种微波防护(屏蔽)结构，从而防止食品被进一步加热或烹制(或烧焦)。附图的简要说明附图说明图1是本专利技术中使用的微波爆米花袋的透视图。图2是本专利技术中所使用的结构在尚未受到微波能量辐射时的详细平面视图。图3是图2所示结构经微波能量辐射并发生转变后的详细平面视图。图4是图1中纸袋的一部分的侧向截面视图，示出了沿图1、图2中4-4线剖开的图2所示结构。图5是和图4类似的一个侧向截面视图，但它示出了图3所示的结构。图6为本专利技术中不同实施例在微波辐射前后的简化示意形态的复合视图。图7是具有印刷在其上的导电材料的纸质包装层的透视图，其结构与图2、图4相类似。图8是图7所示结构的一种替换实施例，它用粉末涂层材料替代了图7所示的印刷导电材料。图9是图7、图8所示的结构的另一种替换实施，它使用了悬浮在绝缘溶剂中的导电材料颗粒。图10所示是本专利技术的一种焊点实施例的复合视图，示出了一微电路在微波辐射前后的侧面和顶部截面视图。图11是颗粒扩展的简化侧视图。图12是颗粒聚结时的简化透视图。图13是颗粒扩展和聚结效果的顶部平面视图。图14是一复合粉末涂层的简化侧视图，示出了一由金属和助熔剂组成的复合材料在微波辐射前后的状态。图15是图9所示实施例在微波辐射前后的透视图。图16是图9所示实施例的透视图，显示了本专利技术的特定方面。本专利技术的详细描述现在参考附图，特别是图1，可以看到一个可用于本专利技术中的以爆米花袋10形式呈现的微波-相容食品包装袋。袋10最好设计成一种层状结构，具有一内层12、外层14及中间层16。内层12及外层14分别最好由微波可透过材料例如纸或塑料制成。中间层16则以间断方式或弥散方式分布着微波反射材料，例如金属。这类分布或布置的一种形式可从图2的平面视图中看出，并可以从图4的侧向截面视图中更加详细地看出。除了本专利技术的结构外，袋或包装10也可以附加一个传统的接受器18。在不违背本专利技术宗旨和基本思路的情况下，可以理解，中间层16的这种结构也可以作为除中间层之外的其它应用。例如，前述中间层16的微波反射材料的分布也可以以层状结构的形式“偏心”布置，或者，如果需要，也可以作为一外层使用。如图2和图4所示，在该实施例中，中间层16的间断分布式样最好是通过间隔开的金属元件20，22形成。元件20可以是印刷导电材料，例如多个以破折号形式形成的间隔开的金属段。类似地，元件22也可以是间隔开的导电段，它们之间以破折号段的形式隔开，但与破折号段20不相接触。可以理解，破折号段最好采用不受微波辐射影响以及不受本专利技术应用范围内的温度影响的材料制成，而点状元件22则被设计成将受这类微波辐射的影响，或特别是受辐射到食品或包装袋上的热效应的影响(或受两者的影响)。本专利技术提供的结构在微波暴露的初始阶段可透过微波辐射；当经过预定的暴露后，则变为可反射微波能量，从而保护袋或包装中的物品不因持续施加微波能量而被过度加热或烧焦。在图1-图5所示的实施例中，点状元件22在经过预定的微波暴露，并使其温度升高到某一预定熔化点时将会熔化，从而将与元件20相接触，并形成一个不间断分布式样，以屏蔽之后发生的微波辐射。这种后辐射(屏蔽)式样如图3和图5所示。事实上，一旦中间层16的温度超过某一预定值，点状元件22就会发生相变，并与相邻的元件20短路，从而形成图3、图5所示的不间断式样26。通过其它的实施例可以很明显地看到，这种式样既可以是规则的，也可以是不规则甚至随机的，只要它在开始时能够允许微波能量通过(最好是没有太大的阻碍)，然后在最后的屏蔽状态下，基本上能够阻挡(最好是反射)微波辐射。当中间层转变为反射状态时，θ=δ2/hλ＜＜1 (1)以及同等条件σh＞＞3×1020Ω-1(2)这里，θ是微波相互作用参数，δ是电磁场在金属中间层26中的穿透深度，h是金属中间层26的厚度，λ是电磁能的波长，σ是金属中间层26的传导(导电)率。为了保证中间层16的预-辐射尺寸不导致微波滤失，其尺寸应满足b＞＞4πωha/c其中，b是指相邻金属元件20,22之间的间距；ω是微波场的(弧度)频率；h、a是微波元件20、22的厚度及宽度，c是光速(3×1010厘米/秒)。已经证实，如果b＞＞1微米，那么在频率为2450MHz的情况下，中间层(在其初始状态)将不会产生任何明显的微波滤失。应该理解，元件20、22各自的长度应远小于该微波频率所对应的微波波长的1/4。这里，微波频率为2450MHz，波长为12.25厘米。以密度n(单位面积)分布在平面上的一组半径为R的金属颗粒的反射和吸收系数(被反射和被吸收的能量分别与辐射能量的比值)为αref=nR2(R/λ)4K (4)(当R＜＜δ时，K=0.026；当R＞＞δ时，K=0.002)αabs=(nR23δ)/2λ R＞＞δ (5a)αabs=(2πRδ/λ2)R＜＜δ (5b)当R=0.1mm,δ=0.01mm,nR2=0.01时，αref～10-14,αabs～10-4。(此处符号～表示“在…数量级”或“在…范围)。此外，一由这种颗粒组成从而具有厚度h=nR3的片材将具有αref={1-θ/π,h＜＜δ时；1-δ/4πλ,h＞＞δ时}(6)αabs={θ/π,h＜＜δ时；δ/4πλ,h＞＞δ时}(7)如果αref设定为≈0.999999以及αabs设定为≈0.00001(相对好的反射器及相对差的接受器的状况)，那么对颗粒半径的限制则为R＞1微米(这里符号≈是指“大约为”)。为防止发生颗粒间击穿，假定颗粒为椭圆形，每个颗粒的较长方向尺寸为a，较短方向(横向)尺寸为b。相邻颗粒之间的间距为d。在隔离的和紧邻的导电椭圆颗粒之间的场强度为E≌(a/b)2(1+b/d) (8)考虑到许多颗粒的介电强度约为Eds=107-108V/m，普通微波炉内的电场强度通常处在1KV/m的数量级上，不发生击穿现象的条件为max{(a/b),(a/d)}＜(Eds/E0)1/2=100(9)已经发现，当颗粒半径R远小于1毫米时，颗粒可以跟随包装温度即时变化，从而有效避免热聚集和随之而来的热力惰性所引起的时滞现象的发生。当然，在特定的环境下，也可能需要延长向屏蔽状态转换的时间，在这种情况下，颗粒尺寸也可以相应增加，以提供所需要的延迟。现在参考图6，其中所反映的结构没有超越本专利技术的基本范畴，所示结构通过将彼此隔离的段连接起来的方式(例如经过一相变从形式16转变到形式26；或通过熔化离散颗粒3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以防止食品在微波场中烧焦的装置，包括：ａ）一个微波可穿透基底材料，以形成一大体上封闭的食品容器；ｂ）一个位于基底材料上的能量活性材料，它具有：ｉ）一个初始结构，它允许微波能量传送到容器中，以加热容器内的食品；ｉｉ）一个 最终结构，其基本上可以阻挡微波能量进入容器中，以防止食品被烧焦，其中，该能量活性材料经在微波能量中的预定暴露后，将发生由初始结构向最终结构的转变。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：金永华，维克托卡尔波夫，纪泓，
申请(专利权)人：通用纺织公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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