JP2890421B2 - マイクロ波被加熱用物品 - Google Patents

マイクロ波被加熱用物品

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誠之 寺門
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電子レンジ等マイクロ波加熱器中で加熱さ
れる被加熱物品の構成に関する。
(従来の技術) 一般に、電子レンジ等マイクロ波加熱器は、マイクロ
波によって誘導損率の高い物質を発熱させるものであ
り、主に水および含有水を直接、マイクロ波により発熱
させ加熱されるものである。マイクロ波による乾燥は、
乾燥が進むと共に、水分が蒸発し、発熱量が低減すると
いう効果がある。
(発明が解決しようとする課題) 一方、マイクロ波による加熱の場合は、被加熱体が時
間と共に、限りなく加熱され、焼けこげや破損に至ると
いう課題があった。
本発明は上記課題を解決し、マイクロ波加熱によって
加熱される時、その被加熱用物品が一定温度に達する
と、温度上昇が極度に低下し、ほぼ一定の温度に保たれ
る被加熱用物品を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために、本発明におけるマイクロ
波被加熱物品は、PTC材料と、前記PTC材料と熱的に一体
に配置される電気絶縁性蓄熱素材より構成される。
本発明のPTC材料とは第1図に示すように抵抗の温度
係数がある温度近傍で非常に大きくなる材料をいう。
PTC材料は、BaTiO3,ZnTiO3,PbTiO3のようなセラミッ
クスや、カーボンブラックを含有させた導電性高分子複
合体等からなり、いずれも用いることができる。本発明
に最も適するPTC材料としては、カーボンブラックや炭
素繊維、金属粒子、金属ウィスカー等の導電性粒子また
は導電性ウィスカーを結晶性高分子マトリクス中に分散
したものがある。これは結晶性高分子マトリクスの融点
近傍温度での大きな体積変化によりPTC特性を生ずるも
ので、結晶性高分子としてはポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフィン並びにポリアミド、ポリフッ化
ビニリデン等を用いる場合が多い。導電粒子との親和性
(接着性)を改善する目的でこれらのマレイン酸変性
体、アクリル酸変性体や共重合体等がある。
また本発明におけるPTC材料は、それ自身の蓄熱能に
よっても蓄熱体として利用できるが、電気絶縁性蓄熱素
材を、粒子状にして混入したり、板状の蓄熱板として貼
りつけたり、重ねたりして、熱的に一体化し蓄熱体とし
ても利用することができる。この場合、電子レンジ等マ
イクロ波加熱器によって簡単に一定温度まで加熱するこ
とができ、蓄熱体の加熱方法として便利である。
本発明のマイクロ波被加熱用物品の具体的用途として
は、加熱容器としての皿、カップ、弁当箱等があり、保
温器としても利用できる。さらには繰返し利用できるカ
イロとしての応用も便利である。
(作用) 本発明におけるPTC材料のマイクロ波による発熱量P
は(1)式によって表わされる。
P=kfE2・εr′tanδ ……(1) ここで、kは形状によってきまる定数、fは周波数、
Eは電場の強さ、εr′は比誘電率、tanδは誘電損角
である。tanδはtanδ=εr′/εr′=G/ωCと表わ
される。εr″は比誘電損率であり、交流導電率σac
はσac=ωεεr″の関係にある。
すなわち、温度上昇によってある一定の温度でコンダ
クタンスGが急に減少する場合には静電容量Cはあまり
変化しないため、tanδが急激に減少し、εr″が非常
に小さくなる。それゆえ、第1図に示すように、それに
伴なって、発熱量が小さくなり、ほぼ一定の温度に保た
れることになる。本発明におけるマイクロ波加熱では体
積固有抵抗が102〜1010Ω・cm程度の半導体領域の材料
が適す。導電性粒子または導電性ウィスカー等を含有さ
せた結晶性高分子組成物はPTC特性を示すが、これはマ
クスウェル・ワグナー形複合誘電体であり、導電性粒子
中の電荷担体がマイクロ波により激しく動くことから、
非常に大きな誘電損率を示す。本発明におけるPTC材料
は、水と同等以上に、マイクロ波による発熱性をもつも
ので、このような高い発熱量が、PTC材料自身の特性に
よって制御され、一定温度に保持されるとともに、熱的
に一体化されて構成される電気絶縁性蓄熱素材が一定温
度発熱特性に影響を与えることなくPTC材料の熱量を蓄
熱する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を示す。なお、PTC材料として
は第1図に示すような特性を有するものを用いた。
<実施例1> 室温で3×103Ω・cmのPTC特性をもつカーボンブラッ
ク含有ポリエチレン複合体で第2図に示すようにシート
1を作り、蓄熱材シート2でサンドイッチした。これを
外装袋3にいれて再加熱可能のカイロとした。これを電
子レンジにて3分間加熱し、カイロとして使用した。3
分,4分,5分と加熱時間を変えたが、カイロの温度は各々
90℃,95℃,100℃であった。
<実施例2> 陶器皿の底(裏面)にPTC材料を5mm厚で重ねて接着し
た保温用皿を作った。PTC材料としてはカーボンフッ化
ビニリデン複合体を用いた。このPTC材料自身の熱伝導
率は低く、体積固有抵抗は104Ω・cm(室温)で、160℃
において約106Ω・cmであった。これを電子レンジで暖
ためるとステーキ保温皿として利用できた。
(発明の効果) 以上の実施例の説明より明らかなように、本発明はPT
C材料を用いたマイクロ波被加熱用物品を提供するもの
であり、電子レンジ等マイクロ波誘電加熱装置を用いて
簡単に一定温度に加熱される被加熱物品を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるPTC材料の体積固有抵抗ならび
に発熱量の温度による変化を示す特性図、第2図は本発
明の実施例1を示すカイロの断面図である。 1……PTC材料シート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−19993(JP,A) 特開 昭61−208769(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 6/64

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】大きな正の抵抗温度係数を有する材料(PT
    C材料と略す)と、前記PTC材料と熱的に一体に配置され
    る電気絶縁性蓄熱素材より構成され、マイクロ波加熱に
    よって加熱されるマイクロ波被加熱用物品。
  2. 【請求項2】PTC材料が導電性粒子または導電性ウィス
    カーを分散させた結晶性高分子組成物よりなる請求項
    (1)記載のマイクロ波被加熱用物品。
  3. 【請求項3】請求項(1)又は(2)記載のマイクロ波
    被加熱用物品を皿状とした保温皿。
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