(57)【要約】【解決する手段】  本開示の一実施形態は、金属ナノ粒子を有する食物包装用品である。金属ナノ粒子は、マイクロ波放射を吸収すること、そしてマイクロ波放射を熱に変換してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１の側部と、前記第１の側部に対向する第２の側部とを有する、寸法安定性のある基材層と；
ｂ）前記第１の側部に直接配置された、そして少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する複数の金属ナノ粒子から構成された、マイクロ波放射を吸収し、マイクロ波放射を熱に変換するような厚さである金属層であって、前記寸法安定性のある基材層を通り抜ける水分の流れを阻害しない金属層と、
を具備するサセプタ。
【請求項２】
前記寸法安定性のある基材層がセルロース系の層である、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記セルロース系の層が２つ以上の層からなる、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項４】
前記金属層の厚さが約５ナノメートルから５００ミクロンの間である、請求項１から３のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項５】
前記金属層がパターン構成要素を画定する、請求項１から４のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項６】
前記パターン構成要素が一連の平行線である、請求項５に記載のサセプタ。
【請求項７】
前記パターン構成要素が１つまたは複数の英数字を含む、請求項５に記載のサセプタ。
【請求項８】
前記パターン構成要素が、曲線成分と直線成分のうちの少なくとも１つを有する１つまたは複数の二次元形状を含む、請求項５に記載のサセプタ。
【請求項９】
前記パターン構成要素が、正多角形に実質的に似た形状を含む、請求項５に記載のサセプタ。
【請求項１０】
前記パターン構成要素が１つまたは複数のロゴである、請求項５に記載のサセプタ。
【請求項１１】
前記金属ナノ粒子が、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、カドミウム、イリジウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項１２】
マイクロ波調理に使用可能な食物包装体であって、
少なくとも１つの食品を保持する内部空間を有するマイクロ波調理に使用可能な物品；およびａ）第１の側部と、前記第１の側部に対向する第２の側部とを有する寸法安定性のある基材層と、ｂ）前記第１の側部に沿って配置された、そして少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する複数の金属ナノ粒子から構成された、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱に変換するような厚さである金属層であって、前記寸法安定性のある基材層を通り抜ける水分の流れを阻害しない金属層と、を有する、前記マイクロ波調理に使用可能な物品の内部空間内のサセプタ、
を具備する食物包装体。
【請求項１３】
前記サセプタがスリーブである、請求項１２に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１４】
前記寸法安定性のある基材層がセルロース系の層である、請求項１２または請求項１３に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１５】
前記セルロース系の層が２つ以上の層からなる、請求項１４に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１６】
前記金属層の厚さが約５ナノメートルから５００ミクロンの間である、請求項１２から１５のいずれか１項に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１７】
前記金属層がパターン構成要素を画定する、請求項１２から１６のいずれか１項に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１８】
前記金属ナノ粒子が、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、カドミウム、イリジウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２から１７のいずれか一項に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項１９】
前記サセプタが、前記内部空間において前記マイクロ波調理に使用可能な物品に固定され、底部の上方に吊り下げられて上部空間と下部空間とを形成して、前記食品が前記底部の上方に吊り下げられるようにようにする、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のマイクロ波調理に使用可能な食物包装体。
【請求項２０】
セルロース系パルプの均質な混合物と、前記セルロース系パルプ上に直接配置された、またはその中に埋め込まれた金属ナノ粒子とを有する三次元モールド成型構造体を具備する、マイクロ波調理に使用可能な食物包装用品であって、前記金属ナノ粒子が、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲のサイズを有し、前記金属ナノ粒子が、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱に変換するのに充分な量で前記三次元モールド成型構造体中に存在する、マイクロ波調理に使用可能な食品包装用品。
【請求項２１】
前記金属ナノ粒子が、前記三次元モールド成型構造体の重量で０．０５％から約２．０％までの間である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記三次元モールド成型構造体が、底部と、頂部と、前記底部から前記頂部に向かって延びている側壁とを有するモールド成型トレイである、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
セルロース系繊維を含むスラリーを形成することと；
前駆体溶液を前記スラリーに添加することであって、前記金属前駆体溶液が、１つまたは複数の金属塩、および還元剤を含むことと；
前記金属前駆体溶液を含むスラリーを１つまたは複数のモールド型枠上に堆積させることと；
前記１つまたは複数のモールド型枠上に堆積させた前記金属前駆体溶液を含むスラリーを熱エネルギーに曝して、金属イオンとスラリーの反応を開始させ、それにより、セルロース系繊維上に堆積した、またはセルロース系繊維内に埋め込まれた金属ナノ粒子を生じさせて、金属化された三次元モールド成型構造体を形成することと；
前記金属化された三次元モールド成型構造体を１つまたは複数のモールド型枠から取り出すことと、
を含む、金属化された食物包装体を形成する方法。
【請求項２４】
筐体と三次元モールド成型構造体とを組み立てて食物包装用品にすることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記金属ナノ粒子が、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する、請求項２３または請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記金属ナノ粒子が、前記三次元モールド成型構造体の重量に対して０．０５％から約２．０％までの間である、請求項２３、請求項２５、または請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
セルロース系繊維を含むスラリーを形成することと；
前記スラリーを１つまたは複数のモールド型枠に堆積させることと；
金属前駆体溶液を、前記１つまたは複数のモールド型枠に堆積させた前記スラリーに塗布することと；
前記金属前駆体溶液を熱エネルギーに曝し、これにより、前記セルロース系繊維上に堆積した、またはその内に埋め込まれた金属ナノ粒子を生じさせて、金属化された三次元モールド成型構造体を形成することと；
前記金属化された三次元モールド成型構造体を、前記１つまたは複数のモールド型枠から取り出すことと、
を含む、金属化された食物包装体を形成する方法。
【請求項２８】
筐体と三次元モールド成型構造体とを組み立てて食物包装用品にすることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記金属前駆体溶液を前記スラリーに塗布することが、前記金属前駆体溶液を前記スラリーに噴霧することを含む、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記金属前駆体溶液を前記スラリーに塗布することが、前記金属前駆体溶液を前記スラリー上にカーテン・コーティング（ｃｕｒｔａｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）することを含む、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記金属ナノ粒子が、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記金属ナノ粒子が、前記三次元モールド成型構造体の重量で０．０５％から約２．０％までの間である、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本開示は、「金属ナノ粒子を有する基材を含む食物包装用品（Ｆｏｏｄ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｅｔａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」と題して２０１８年８月３０日に出願された米国仮出願第６２／７２４，７４４号の優先権および利益を主張するものであり、その開示の全体が、参照により本出願に組み込まれる。本出願はまた、「金属ナノ粒子を有する基材、関連する物品、およびその作製の連続工程（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｍｅｔａｌ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ，  Ａｎｄ  Ａ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」と題して２０１８年７月１２日に出願された米国出願第１６／０６９，５９５号の一部継続出願であり、前記米国出願は、２０１７年１月１４日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０１３６０８号の、米国特許法第３７１条に基づく米国国内段階移行にあるものであり、前記ＰＣＴ出願は、２０１６年１月１４日に出願された米国仮出願第６２／２７８，７４８号の利益および優先権を主張するものであって、その開示の全体が、参照により本出願に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本開示は、金属ナノ粒子を有する基材から形成された食物包装用品に関するものであり、関連するそうした食物包装用品に用いられる方法を含む。
【背景技術】
【０００３】
食品に付ける焼け目および／またはサクサク感を高めるために、現在、マイクロ波加熱包装体にはサセプタが付け加えられている。典型的な電子レンジは、均一な調理に適したエネルギー源であるが、選択的な加熱効果、例えば焼け目やサクサク感には満足のいくものではない。典型的なマイクロ波配置では、調理される材料の外面は、特にサクサク感を求められる場合には、ふやけておいしくなさそうに見える傾向がある。例えば、米国特許第４，９５９，５１６号を見られたい。
【０００４】
マイクロ波食物包装体を通して焼け目をさらに高める従来の手段には、包装体に組み込まれたサセプタの使用などが挙げられる。サセプタは、マイクロ波エネルギーと相互作用可能な材料の薄層である。サセプタは、マイクロ波エネルギーに曝されると、マイクロ波エネルギーの一部を吸収し、抵抗損失を通じてそれを熱エネルギー（すなわち熱）に変換する傾向がある。残りのマイクロ波エネルギーは、サセプタによって反射される、またはサセプタを透過する。たいていの場合、望ましい焼け目やサクサク感の効果を生み出すには、加熱の最初の数分以内に、調理される材料が少なくとも３５０°Ｆ（ｌ７７℃）の温度に達する必要がある。
【０００５】
サセプタは典型的には、サセプタ膜と、紙または板紙などの支持層とから構成される。サセプタ膜は、ポリマー膜上に支持された厚さ約５００オングストロームのアルミニウム塗膜を含んでもよい。サセプタ膜は典型的には、接着剤などを用いて支持層に接合されていることにより、サセプタ膜の寸法安定性が得られ、アルミニウム層が損傷から保護される。例えば、米国特許公開第２０１０／０２１３１９２号を見られたい。紙を使用した支持層にポリマー膜を積層させ接着することで、食品がマイクロ波中で加熱される際に、食品からの液体の流れが防止される。ポリマー層は典型的には、ポリエチレンテレフタラートなどの疎水性ポリマーである。サセプタを通り抜ける水の輸送が阻害される結果として、食品のふやけや不完全な焼け目が生じる可能性がある。その結果、従来のサセプタ包装体は、食品の胴回りに合うスリーブとして設計されているが、食品を完全に封入するものではない。スリーブ状にする設計の結果として、調理中に食品からの水と熱の両方の消失が生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
さらに速い調理時間とさらに良好な焼け目およびサクサク感の効果を可能にする食物包装用品およびサセプタを提供する必要性がある。本開示の一実施形態は、第１の側部と、第１の側部に対向する第２の側部とを有する、寸法安定性のある基材を含む。寸法安定性のある基材はまた、第１の側部に直接配置された、そして少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する複数の金属ナノ粒子から構成された、金属層を含む。この金属層は、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱に変換するような厚さを有する。金属層は、寸法安定性のある基材層を通り抜ける水分の流れを阻害しない。
【０００７】
本開示の別の実施形態は、少なくとも１つの食品を保持するための内部空間を有するマイクロ波調理に使用可能な物品を具備する、マイクロ波調理に使用可能な食物包装体を含む。マイクロ波調理に使用可能な食物包装体はまた、そして、ａ）第１の側部と、第１の側部に対向する第２の側部とを有する寸法安定性のある基材と、ｂ）第１の側部に沿って配置された金属層とを有する、マイクロ波調理に使用可能な物品の内部空間内のサセプタを含む。金属層は、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する複数の金属ナノ粒子から構成される。金属層は、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱に変換するような厚さを有する。金属層は、寸法安定性のある基材層を通り抜ける水分の流れを阻害しない。
【０００８】
本開示の別の実施形態は、セルロース系パルプの均質な混合物と、セルロース系パルプ上に直接配置された、またはその中に埋め込まれた金属ナノ粒子とを有する三次元モールド成型構造体を具備する、マイクロ波調理に使用可能な食物包装用品を含む。金属ナノ粒子は、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲のサイズを有する。金属ナノ粒子は、マイクロ波放射を吸収しマイクロ波放射を熱に変換するのに充分な量で、三次元モールド成型構造体中に存在する。
【０００９】
本開示の別の実施形態は、金属化された食物包装体を形成する方法を含む。その方法は、セルロース系繊維を含むスラリーを形成することを含む。その方法はまた、金属前駆体溶液をスラリーに添加することを含み、この金属前駆体溶液は、１つまたは複数の金属塩、および還元剤を有する。その方法はまた、金属前駆体溶液を含むスラリーを、１つまたは複数のモールド型枠上に堆積させることを含む。その方法はさらに、１つまたは複数のモールド型枠上に堆積した金属前駆体溶液を含むスラリーを熱エネルギーに曝して、金属イオンとスラリーの反応を開始させ、それにより、セルロース系繊維上に堆積した、またはその中に埋め込まれた金属ナノ粒子を生じさせて、金属化された三次元モールド成型構造体を形成することを含む。その方法はまた、金属化された三次元モールド成型構造体を、１つまたは複数のモールド型枠から取り出すことを含む。
【００１０】
本開示の別の実施形態は、金属化された食物包装体を形成する方法を含む。その方法は、セルロース系繊維を含むスラリーを形成することと、スラリーを１つまたは複数のモールド型枠上に堆積させることとを含む。その方法は、金属前駆体溶液を、１つまたは複数のモールド型枠上に堆積したスラリーに塗布することを含む。その方法はまた、金属前駆体溶液を熱エネルギーに曝し、それにより、セルロース系繊維上に堆積した、またはその中に埋め込まれた金属ナノ粒子を生じさせて、金属化された三次元モールド成型構造体を形成することを含む。その方法はまた、金属化された三次元モールド成型構造体を、１つまたは複数のモールド型枠から取り出すことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
先述の発明の概要のみならず、本出願の例示的な実施形態の以下の詳細な記載は、添付の図面と併せて読めば、よりよく理解されることになろう。本出願を例示する目的で、本開示の例示的な実施形態を図面に示してある。しかしながら本出願は、示された正確な配置および手段には限定されないと理解されるのが望ましい。それらの図面では：
【００１２】
【図１】図１は、本開示の一実施形態によるマイクロ波サセプタの概略断面図であり；
【図２】図２は、本開示の一実施形態による、図１に示すサセプタを形成するのに使用される加工ラインの概略図であり；
【図３】図３Ａは、本開示の別の実施形態によるマイクロ波サセプタの概略平面図であり；図３Ｂは、図３Ａに示すマイクロ波サセプタの概略断面図であり；
【図４】図４は、本開示の一実施形態によるマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品の概略断面図であり；
【図５】図５は、本開示の別の実施形態によるマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品の概略断面図であり；
【図６】図６Ａは、本開示の別の実施形態によるマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品の概略斜視図であり；図６Ｂは、図６Ａに示すマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品の概略断面図であり；
【図７】図７は、図６Ａおよび図６Ｂに示すマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品を形成するのに使用される平面状のブランク材の上面図であり；
【図８】図８は、本開示の別の実施形態によるマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品の概略上面図であり；
【図９】図９は、図８に示すマイクロ波調理に使用可能な食物包装体の概略図であり；
【図１０】図１０は、図８および図９に示すマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品を形成する方法を例示する工程流れ図であり；そして
【図１１】図１１は、本発明のマイクロ波調理に使用可能な食物包装用品を形成する別の方法を例示する工程流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の実施形態は、食物包装用品と、そのような食物包装用品に使用される金属ナノ粒子を含む材料とを含む。典型的な電子レンジは、均一な調理に適したエネルギー源であるが、選択的な加熱効果、例えば焼け目やサクサク感には満足のいくものではない。上述したとおり、典型的なマイクロ波配置では、調理された物品は、ふやけていておいしくなさそうに見えるものが出来上がる。例えば、米国特許第４，９５９，５１６号を見られたい。調理中にサセプタを通り抜ける水の輸送が可能となるように、本開示の実施形態では、ポリマー結合剤（または使用されるフィルム）を省略して、基礎となる基材層にサセプタを直接接着する。
【００１４】
本開示の一実施形態は、図１に示すようなマイクロ波サセプタ１０を含んでもよい。マイクロ波サセプタ１０は、第１の側部４２と、第１の側部４２に対向する第２の側部４４とを有する寸法安定性のある基材層４０、および第１の側面４２上に直接配置された金属層２０を有する。基材層４０は、サセプタ１０に構造的な支持を提供するように、しかし水分がそこを通り抜けることができるように構成される。金属層２０は、以下でさらに説明するとおり、サセプタ１０を通り抜ける充分な水分輸送が可能となるようにしつつ、マイクロ波中での使用時に食品の焼け目が得られるように構成される。金属層２０は、実質的に基材層４０の幅および長さＬの全体に沿って延びていてもよく、これにより、基材層の第１の側部４２に沿った金属層２０の連続性のとぎれが、仮にあったとしても限定されたものとなるようにしてある。さらに代替実施形態では、金属層は、基材層の深さ全体に沿って延びていてもよい。
【００１５】
寸法安定性のある基材層４０は、食物包装用途に適したいかなる基材を含んでもよい。例示の実施形態では、基材層４０は、セルロース系基材を含む。例えば、セルロース系基材は、紙または板紙を含んでもよい。代替実施形態では、基材層４０は、不織布材料を含んでもよく、またはセルロース系基材と不織布材料との積層体を含んでもよい。基材層４０は、エンボス加工、圧着加工、折り曲げ加工、プレス加工、モールド成型加工、または形成されてもよく、そうでければ構造または質感の何らかの変形例を有していてもよい。さらに他の実施形態では、基材層４０は、セルロース系の層である。そのようなセルロース系の層は、１層または複数層の材料を含んでもよい。
【００１６】
例示的なセルロース系基材は、セルロース系繊維またはセルロース系材料から形成されてもよい。セルロース系繊維は、木材パルプ、綿、レーヨン、または天然由来か合成かにかかわらず、いかなるその他のセルロース系材料であってもよい。一例では、セルロース系繊維は、紙または板紙を形成するのに使用される木材パルプである。セルロース系基材は、シングルプライ（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｌｙ）またはマルチプライ（ｍｕｌｔｉ  ｐｌｙ）構造であってもよい。例示的な紙には、ティッシュペーパー、フィルター紙、カードストック、段ボール、再生紙、および／またはバージン紙などが挙げられるが、これらには限定されない。紙は、その質感が縮れたものであってもよいし、滑らかであってもよい。
【００１７】
例示的な不織布材料は、非セルロース系繊維、セルロース系繊維、またはセルロース系繊維と非セルロース系繊維の配合物から作られてもよい。例えば、基材層４０は、ポリマー繊維を含んでもよい。例示的なポリマー繊維には、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ乳酸などが挙げられるが、これらには限定されない。よって、不織布材料は、スパンボンド積層、メルトブロー積層、スパンボンド−メルトブロー積層、スパンレース不織布、乾式不織布、もしくは湿式不織布、もしくはそれらの積層、またはこれらの材料のいかなる組み合わせを含んでもよい。要約すると、広範な基材層を使用することができる。
【００１８】
基材層４０は、サセプタ１０を通り抜ける水分の輸送が可能になるように構成される。望ましいレベルの水分輸送を達成するために、基材層４０は、効率的な水分輸送を可能にする重量、厚さ、気孔率、および吸水性を有してもよい。概して基材層４０は、食物充填用品に適したさまざまな重量のものであってもよい。一例では、基材層４０は、参照により本開示に組み込まれるＴＡＰＰＩ法Ｔ  ４１０「紙および板紙の基本重量（単位面積当たりの重量）（Ｇｒａｍｍａｇｅ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ  （Ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｅｒ  ｕｎｉｔ  ａｒｅａ））」に従って測定される、１平方メートル当たり３０グラム（ｇｓｍ）から約４００ｇｓｍの間の基本重量を有する。ＴＡＰＰＩ法Ｔ  ４１０は、本出願の最先の出願時点で有効であったものである。
【００１９】
基材層４０は、水分輸送を可能にするように選択された厚さＴ１を有する。例示のとおり、厚さＴ１は、第１の側部４２から第２の側部４４まで延びている。厚さＴ１は、基材層４０の平面に対して実質的に垂直である。一例では、基材層は、参照により本開示に組み込まれるＴＡＰＰＩ法４１１「厚さ（紙、板紙、および複合板の測径器）（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  （ｃａｌｉｐｅｒ  ｏｆ  ｐａｐｅｒ，  ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ，  ａｎｄ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｂｏａｒｄ））」に従って測定された、約５ナノメートルから５００ミクロンの間の厚さＴ１を有する。言及されたＴＡＰＰＩ法４１１は、本出願の最先の出願時点で有効であったものである。
【００２０】
基材層４０の気孔率もまた、水分輸送が可能となるように選択される。実例としては、基材層４０は、その気孔率が、例えばガーレー（Ｇｕｒｌｅｙ）気孔率であって、参照により本開示に組み込まれるＴＡＰＰＩ法Ｔ  ４６０のｏｍ−０２「紙の空気抵抗（ガーレー試験機法）（Ａｉｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  ｐａｐｅｒ  （Ｇｕｒｌｅｙ  ｍｅｔｈｏｄ））」に従って測定された１００ｍＬあたり１秒から３０秒までの範囲内であってもよい。ＴＡＰＰＩ法Ｔ  ４６０は、本出願の最先の出願時点で有効であったものである。サセプタ１０におけるガーレー気孔率の測定値が低いほど、これに対応して、マイクロ波中で使用される場合の良好な焼け目になると考えられる。実例としては、ガーレー値が低く多孔質な構造ほど、食品からの液体を食品から離れた場所に効果的に移動させることが可能になるはずであり、その結果、食品は、より速い速度でより強い焼け目を達成することになる可能性がある。よって、ガーレー気孔率が低いほど、サセプタ１０を通り抜ける液体の輸送が速くなり、マイクロ波中での焼け目が速く得られる。しかし実際には、サセプタ１０を通り抜けて移送される水分量は、加熱される食品の含水量に依存することがある。実例としては、いくつかの食品は、加熱工程での水の消失が大きくなり、液体除去の必要量は大きくなるであろう。また、食品に由来する、またサセプタ１０が吸収することのできる油／油脂の消失が、加熱工程にある程度まで影響を与えることがある。本開示に準拠して作製されるサセプタは、サセプタの全体的な厚さと気孔率をさまざまに変えることで効果的に動作する可能性があると考えられる。
【００２１】
さらに、基材は高い吸水性を有してもよい。概して基材は疎水性であり、水を速やかに取り込むことができる。実例としては、基材は、高い吸水性を示す、単位時間当たりの所与の体積吸水率を有することができる。一例として、本明細書に記載の基材層は、５秒から２０秒の間に最高で約５０ｕＬを吸収することができる。
【００２２】
金属層２０は、基材中に形成された、または基材層４０に直接添加された複数の金属ナノ粒子を含む。金属ナノ粒子は、マイクロ波加熱の最中に局在化加熱を速やかに生じさせてマイクロ波を食品の標的領域に反射させるサセプタとして機能するように、構成される。「基材中」という表現は、金属ナノ粒子が、基材の表面上、繊維の表面上、繊維状マトリックスによって形成された隙間空間内、および場合によっては繊維それ自体の中に存在してもよいことを意味する。金属ナノ粒子は、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、カドミウム、イリジウム、およびそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。一例では、金属ナノ粒子は銀を含む。別の例では、金属ナノ粒子は銅を含んでもよい。
【００２３】
金属ナノ粒子は、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する。しかしながら、本明細書に記載の金属ナノ粒子は、非常に大きな、例えば数百ナノメートルとなり得る凝集体として形成される場合があると理解されるのが望ましい。一例では、凝集ナノ粒子のサイズは、２００ｎｍより大きい可能性がある。しかし、個別金属ナノ粒子のサイズは、直径が約１ｎｍから約２００ｎｍの間であるのが望ましい。好ましい例では、そのサイズは、約１ｎｍから約１００ｎｍの間であることが望ましい。一例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約１５０ナノメートルの間である。別の例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約１００ナノメートルの間である。さらに別の例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約５０ナノメートルの間である。本明細書に記載の方法は、加工条件、ライン速度などに応じて、さまざまなナノ粒子サイズを生成する場合があると理解されるのが望ましい。粒子サイズは、何種類の粒子サイズ分布を有してもよい。よって、基材中のナノ粒子上にはさまざまなサイズがあってもよい。一例では、観察される粒子サイズの少なくとも９０％は、約２００ｎｍ未満であるのが望ましい。好ましくは、観察される粒子サイズの９０％は、約１００ｎｍ未満であるのが望ましい。本明細書で使用される金属ナノ粒子のサイズは、ナノ粒子の粒子サイズを測定する公知の画像解析方法に従って観察される少なくとも一次元におけるサイズである。例示のとおり、例示を容易にするために、「直径」という用語を使用して寸法を記載してある。用語「直径」は、当技術分野で公知のとおり、粒子のＳＥＭ画像中に観察される粒子を境界とする円の直径を指す。用語「直径」の使用は、金属ナノ粒子が完全な球状構造であることを意味するものではない。平均粒子サイズは、金属ナノ粒子のサイズを指すのに使用されることもあるが、所与の試料または試験レジメンにおいて観察される測定結果に関する平均粒子サイズである。金属ナノ粒子は、様々な形状を有することができ、例えば棒状、三角形、球状、立方体、ナノワイヤなどが挙げられるが、これらには限定されない。
【００２４】
金属層２０は、サセプタとして使用するのに適した厚さを有する。図１に示すとおり、金属層２０は、第１の側部２２と、第１の側部２２に対向する第２の側部２４と、第１の側部２２から第２の側部２４に向かって、層４０の平面に対して実質的に垂直な方向に沿って延びている厚さＴ２とを有する。金属層２０の厚さＴ２は、マイクロ波放射を吸収しマイクロ波放射を熱エネルギーに変換して、使用中に食品（図示せず）に焼け目を与えるように、選択されてもよい。しかし、厚さＴ２は、マイクロ波で電弧放電を発生させるほどの厚さではないのが望ましい。一例では、金属層２０の厚さは、約５ナノメートルから５００ミクロンの間であってもよい。一例では、金属層２０の厚さＴ２は変動する。別の例では、金属層２０の厚さＴ２は実質的に一定である。別途記載のとおり、金属層４０は、サブナノメートルからミクロンの層厚であってもよく、食品に隣接するよう意図されている側にのみ存在してもよい。
【００２５】
さらに、金属層２０は、寸法安定性のある基材層４０を通り抜ける水分の流れを阻害することはない。例示の実施形態では、金属層２０は、実質的に基材層４０の側部または表面上にあることが示されている。代替実施形態では、金属層２０はまた、基材層４０の内部構造、例えば繊維間および空隙内に存在してもよい。しかしながらそのような実施形態では、金属層２０は、一方の側に向かって配置されており、基材層４０の厚さＴ２を貫通するのが典型的なわけではない。
【００２６】
金属層２０は、基材層４０上での金属塩と還元剤との合成により、基材層４０に塗布してもよい。より詳細には、金属塩と還元剤とを含むナノ粒子前駆体の水溶液を、塗布ユニット１２２を用いて基材層４０の表面に堆積させてもよく、これは図２に示すとおりである。そのような例では、金属ナノ粒子は、基材層４０の表面上に直接形成され、これは、国際公開公報第ＷＯ２０１７１２４０５７号に開示の表面堆積法と同様であり、その開示の全体は、参照によりあらゆる目的のために本出願に組み込まれる。
【００２７】
上述のとおり、水溶液は、ナノ粒子前駆体と還元剤とを含む。ナノ粒子前駆体は、金属塩の形態であってもよく、これには、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、カドミウム、イリジウム、およびそれらの混合物などが挙げられるが、これらには限定されない。一例では、金属塩は銀を含む。典型的な銀塩には、硝酸銀、酢酸銀、酸化銀、硫酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、テトラフルオロホウ酸銀、過塩素酸銀、炭酸銀、塩化銀、またはトリフルオロメタンスルホン酸銀などが挙げられるが、これらには限定されない。例示の実施形態では、そのような銀塩のモル濃度は、０．０５ｍＭから１０００ｍＭの間の範囲であってもよい。その他の例では、意図されたナノ粒子が銅を含むものである場合には、銅塩を使用してもよい。硝酸銀もしくは他の銀塩水溶液または銅塩水溶液などの金属ナノ粒子前駆体に推奨される範囲は、１ｐｐｍから１０，０００ｐｐｍの間であってもよい。
【００２８】
基材層４０を製造する工程では、金属塩用のいくつか異なる還元剤を使用してもよい。好適な還元剤には、アルデヒド類およびアルデヒド形成化学薬品などが挙げられるが、これらには限定されない。一例では、還元剤は糖であってもよい。糖は、単糖類、二糖類、三糖類、および／もしくは多糖類、またはそれらの何らかの混合物であってもよく、先述のいずれかと他の添加剤との混合物なども挙げられる。一例では、還元糖は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ラクトース、マルトース、リボース、ソルボース、および、混合物、例えばコーンシロップ、グルコースシロップ、異性化糖、マルトースシロップ、およびそれらの混合物であるがこれらには限定されないものなどが挙げられるが、これらには限定されない。アルデヒド形成化学薬品を使用してもよい。例示的なアルデヒド類およびアルデヒド形成化学薬品には、アセトアルデヒド、グリセルアルデヒドのみならず、非還元糖類、例えばショ糖、アスコルビン酸、アルコール、またはそれらの混合物などを挙げてもよいが、これらには限定されない。還元剤は、二段階工程で使用するためのその他の化合物、例えば水素化ホウ素ナトリウムであってもよい。その他のアルデヒド類、およびアルデヒド形成化学薬品、およびその他の糖誘導体は、金属イオンを還元して基材中にナノ粒子を形成するために、一緒に使用してもよいし、単独で使用してもよい。加えて、アンモニア銀であるトレンス試薬（Ｔｏｌｌｅｎ’ｓ  ｒｅｇｅｎｔ）を開始させて銀塗膜を形成する化学薬品であれば、いかなるものでも適切である可能性がある。
【００２９】
水溶液は、追加の薬剤を含んでもよい。追加の薬剤は、充填剤、結合剤、顔料、サイジング剤、湿潤強度剤、およびその他の一般的な製紙用添加剤を含んでもよい。また、追加の薬剤は、結果として得られる基材の特定の特性を調整するために溶液に添加してもよい。当業者であれば、上記のナノ粒子前駆体に加えて、どのような追加の薬剤を使用してもよいか分かるであろう。本明細書に記載の例示的な水溶液は、２０〜１２０部の間の還元剤に対して１部の金属塩を含んでもよい。そのような比は、水溶液を基材層４０に単一ステップで塗布するのに適していることがある。一例では、水溶液は、２０から１２０部の糖、例えばフルクトース、グルコース、グルコースおよび／もしくはフルクトースの混合物、またはその他の糖類に対して、１部の銀の金属塩を有してもよい。その他の例、例えば、塗布の最中に前駆体が２つの別々の相に分離する場合には、還元剤に対する金属塩の比を変えてもよい。例示的な二相溶液は、５部以上の還元剤、例えば、水素化ホウ素ナトリウムなどに対して１部の金属塩を有してもよい。
【００３０】
ナノ粒子形成とは、還元剤が過剰（１０倍から１０００倍）に存在し、塗膜製造工程の最中に乾燥装置区画からの熱によって触媒される還元工程である。ナノ粒子形成中に還元糖類の全てが酸化されるわけではなく、未反応の糖モノマーの一部がナノ粒子塗膜中に残存する。このサセプタをマイクロ波加熱している間、還元糖類は、マイクロ波加熱と金属ナノ粒子からの局在化された熱の組み合わせによって加熱されることになり、グルコースのフリーラジカル媒介副反応を介してカラメル色素の形成を開始し、グルコースは、３２０°Ｆ（１６０℃）以上の温度で複雑なカラメル化反応を経ることになる。サセプタが食品と直接接触している場合、カラメルは食品の表面に移って、さらなる風味と歯ごたえを特徴付ける可能性がある。糖類は、歯ごたえのあるサクサクとした質感を提供するために食品業界で常用されており（例えば、ハードキャンディ、焼き菓子上の糖衣、ナッツ砂糖漬け）、この場合、サクサク感は、金属ナノ粒子サセプタからの局在化加熱効果によって増強される可能性がある。同様に、食品の表面は、その上に糖衣を伴っていてもよく、類似のやり方でカラメル化することができる。これまで、ダンコビッチ（Ｄａｎｋｏｖｉｃｈ，  ２０１４）により、マイクロ波加熱によって紙基材のグルコース飽和からカラメル色素が生成されることが示されている。さらに、高いグルコース濃度（０．５Ｍ以上）を有する紙基材をマイクロ波加熱した直後には、紙シートは、マイクロ波加熱工程の最中の水の消失とそれに続くカラメル化に起因して、非常に脆く砕けやすかった。（例えば、「Ｄａｎｋｏｖｉｃｈ，  Ｔ．Ａ．  ２０１４．  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｌｖｅｒ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｉｎ  ｐａｐｅｒ  ｆｏｒ  ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｕｓｅ  ｗａｔｅｒ  ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．  ＥＳ  Ｎａｎｏ  １（４），  ３６７．」を見られたい。）糖類はまた、マイクロ波加熱中にカラメル化工程が行われるさい、心地よい香りを生み出すことができる。
【００３１】
図２を参照すると、基材層４０上に金属層２０を形成するのに使用される加工ライン１１０が図示されている。図２に例示の加工ライン１１０は、リール・ツー・リール（ｒｅｅｌ−ｔｏ−ｒｅｅｌ）加工ラインである。加工ライン１１０は、基材層４０を保持する巻き出しリール１１４と、塗布ユニット１２２と、乾燥装置区画１２６と、巻き取りリール１３０とを含む。図２においては、加工ライン１１０は、巻き出しリール１１４から基材層４０のロールを巻き出し、基材層２０を塗布ユニット１２２に案内する。塗布ユニット１２２は、金属塩と還元剤とを含む水溶液を基材層４０に塗布する。次に、乾燥装置区画１２６は、基材層４０を乾燥させ、これにより基材層４０上の金属ナノ粒子の合成を開始させる。形成された基材は、リール１３０によって巻き取られてロールになる。一例では、金属濃度は、ロール物品の０．０５％から約２．０％の間であってもよい。別の例では、金属濃度は、ロール物品の重量で０．０５％から約１．０％の間であってもよい。さらに、塗布ユニットからの固形付着物は、５％から約３０％の範囲である可能性がある。加えて、塗布ユニットのところでの固形分含有量は、１０〜６０％の間の範囲である可能性があり、大部分は還元剤を含む。一例では、固形分含有量は、約４０％から６０％の間である可能性がある。別の例では、固形分含有量は、約５０％から６０％の間である可能性がある。
【００３２】
塗布ユニット１２２は、金属塩と還元剤とを含む、ナノ粒子前駆体の上述した水溶液を、移動中の基材層４０に塗布する。塗布ユニット１２２は、乾燥装置区画１２６に隣接する位置にある。よって、基板層４０は、塗布ユニット１２２において溶液が基材層４０に塗布される前には実質的に乾燥している。示されているとおり、塗布ユニット１２２は、紙形成技術において公知のサイズプレスであってもよい。塗布ユニットは、２本のロール間の間隙のところに水溶液の浅い池を維持し、基材層４０をその間隙に通して鉛直下方に通過させて、基材層４０に水溶液を吸収させるようにすることによって、基材層４０の表面に塗膜を塗布してもよい。サイズプレスでは、基材層４０を水溶液と接触させるために、トレイまたはディクソン（Ｄｉｘｏｎ）・コーターを使用してもよい。当業者であれば、水溶液を基材層４０に塗布するための、いくつかのタイプの塗布ユニットおよび方法があることが分かるであろう。実例としては、塗布ユニット１２２は、噴霧システム、ポンド式（ｐｏｎｄ−ｓｔｙｌｅ）、エアナイフ、計量装置、ブレードコーター、スロットダイ、グラビア装置、メイヤーロッド、および他の塗膜塗布装置などを挙げてもよいが、これらには限定されない。さらに、塗布ユニット１２２は、垂直の、水平の、または傾斜した配置を含むいずれの方向に向いていてもよい。
【００３３】
図３Ａおよび３Ｂに、食物充填用品に使用されるサセプタ１１０の代替実施形態を例示する。より詳細には、図３Ａおよび３Ｂには、金属層２２０のパターンを基材層４０に塗布してサセプタ１１０を画定することを例示している。図３Ａおよび３Ｂに示されたサセプタ１１０は、図１に示されたものと同様の基材層４０を含んでもよい。よって、図１に示されたサセプタ１０と、図３Ａおよび３Ｂに示されたサセプタ１１０との間で共通する特徴を特定するのに、同一参照符号が使用される。しかしながら、金属層パターン２２０は、例示の代替実施形態に準拠して、サセプタ１１０の長さＬおよび幅Ｗ方向に沿って１つまたは複数の不連続性を含むパターン構成要素として基材層４０に塗布される。金属層２２０は、基材層４０の内側全体に、そして基材層４０の表面に沿って、所定のパターンとして堆積させることができる。そのような堆積パターンは、目標の加熱効果を食品の中心部に印加するのに有利である可能性がある。
【００３４】
いくつかの実施形態では、金属層２２０は、１つまたは複数の個別形状のパターン構成要素として堆積させてもよい。図３Ａおよび３Ｂの例示の実施形態では、パターン構成要素は、複数の線２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃである。図示のとおり、線２２２ａ〜２２２ｃは、サセプタの幅Ｗに沿って延びている。しかしながら、これらの線は、長さＬに沿って延びる、または長さＬおよび幅Ｗに対して角度をつける等、いかなる特定方向に沿っても延びることができる。そのような例では、一連の線は、食品が調理された場合にその食品上に焦げ目の線を生じさせることができる。その他の例としては、金属粒子を、印刷された文字として紙包装体上に配置させる、サセプタの配置パターンがあり、加熱されるとこの文字は、局在化した高温点を作り出して、焼け目または焦げ目を生じる可能性があり、これが、食品、例えば特定の製造者による「焼印の入った」朝食サンドイッチ上に個人名として現れる。あるいは、類似のやり方で、ロゴ、グラフィック、または他のグラフィック構成要素の輪郭を、食品上の「焼け目または焦げ目の付いた」特徴として作り出せる可能性がある。したがって、金属層２２０は、サセプタ内にパターン構成要素を画定する場合がある。一例では、パターン構成要素は、一連の平行線である。別の例では、パターン構成要素は、１つまたは複数の英数字を含む。さらに、パターン構成要素は、曲線成分および直線成分の少なくとも１つを有する１つまたは複数の二次元形状を含んでもよい。実例として、パターン構成要素は、正多角形に実質的に似た形状を含む。さらに別の例では、パターン構成要素は、１つまたは複数のロゴである。さらに、目標の加熱工程を支援するために、パターン形成に加えて、堆積させた金属サセプタ塗膜の厚さもまた、食品の特定の領域を加熱するように変動させることができる。よって、各パターン構成要素の範囲内の金属層２２０の厚さは、必要に応じて変動させることができる。
【００３５】
金属層２２０は、いかなる数の機構によっても塗布できると理解されるのが望ましい。一例では、金属層２２０は、フレキソ印刷によって塗布することができる。そのような例では、パターンの塗布は、サセプタ１１０上に配置されるよう所望されるパターン内に、隆起構成要素を有するフレキソ印刷レリーフプレートを形成することによって達成される。フレキソ印刷プレートに塗布される「インク」は、金属ナノ粒子前駆体溶液であり、この場合、溶液の粘度はフレキソ印刷インクと同程度になるように調整される。金属ナノ粒子前駆体の塗布に続いて、金属ナノ粒子のパターン層を形成する工程が、塗布後の乾燥装置区画に通して行われる。他の方法も同様に使用することができる。例えば、金属層２２０は、スロットダイ方式の機械を用いて塗布することができる。別の例では、金属層２２０は、グラビア印刷機を用いて塗布することができる。別の例では、金属層２２０は、オフセット印刷機を用いて塗布することができる。
【００３６】
上述したサセプタ１０および１１０は、多数の食品包装体構成において使用してもよい。本開示の一実施形態は、使用中に食品Ｆから離れた場所に水分を輸送するのを容易にするように設計された食物包装用品２００を含み、これは図４に示すとおりである。例示の食物包装用品２００は、少なくとも１つの食品Ｆを封入する、マイクロ波調理に使用可能な筐体２０５を含む。マイクロ波調理に使用可能な筐体２０５は、底部２１０と、底部２１０から離間した頂部２１２と、底部２０１と頂部２１２との間に延びている側部２１４と、底部、頂部、および側部によって画定される内部空間Ｉとを有する。サセプタ１０は、内部空間Ｉ内で、マイクロ波調理に使用可能な筐体２０５に接合され、底部２１０の上方に吊り下げられて、上部空間と、下部空間すなわち空洞Ｃとを形成する。サセプタ１０は、上述のとおり、寸法安定性のある基材４０を含み、金属層２０は、第１の側部に沿って配置され、複数の金属ナノ粒子から構成される。ここでも、金属層２０は、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱エネルギーに変換するような厚さを有する。しかしながら、金属層２０は、寸法安定性のある基材層２０を通り抜ける水分Ｗの流れを阻害しない。使用時には、基材層４０は、あるサイズに切断された物品に形成されてもよい。実例としては、その物品は、長さが２〜３０ｃｍ、幅が２〜３０ｃｍである切断された紙であって、幅が長さに対して垂直であるものであってもよい。切断された物品は、その意図された用途に適したいかなる形状を有することもでき、直線的でなくてもよい。図４に見られるとおり、輸送された水分Ｗは、食品Ｆから移送され離れた場所に維持される。例示のとおり、この物品は、サセプタ１０が食物包装用品２００の底部から吊り下げられるように設計されている。吊り下げられたサセプタ１０は、輸送された水分Ｗを排出する空隙空間Ｃを生み出す。
【００３７】
図５は、配置パターンを有するサセプタ１１０を使用する、マイクロ波食物包装用品３００の別の実施形態である。ここで使用されるサセプタ１１０は、目標の加熱効果を得るための、食品Ｆに直接隣接する金属層２０の配置パターンを有する。図５に示された物品３００は、そのこと以外では、図４に示された物品２００と実質的に類似しており、２つの実施形態の共通の特徴を特定するのに同一参照符号が使用されている。例示の食物用品３００は、少なくとも１つの食品Ｆを封入する、マイクロ波調理に使用可能な筐体３０５を含む。マイクロ波調理に使用可能な筐体３０５は、底部３１０と、底部３１０から離間した頂部３１２と、底部３１０と頂部３１２との間に延びている側部３１４と、底部、頂部、および側部によって画定される内部空間Ｉとを有する。サセプタ１０は、内部空間Ｉ内で、マイクロ波調理に使用可能な筐体３０５に接合され、底部３１０の上方に吊り下げられて、上部空間と、下部空間すなわち空洞Ｃとを形成する。
【００３８】
サセプタ１１０は、内部空間内で、マイクロ波調理に使用可能な筐体に接合され、底部の上方に吊り下げられて、上部空間と、下部空間すなわち空洞Ｃとを形成する。サセプタ１１０は、上述のとおり、第１の側部と、第１の側部に対向する第２の側部とを有する、寸法安定性のある基材層４０を含む。金属層２０は、第１の側部に沿って配置され、複数の金属ナノ粒子から構成される。ここでも、金属層２０は、マイクロ波放射を吸収してマイクロ波放射を熱に変換するような厚さを有する。しかし、金属層２０は、寸法安定性のある基材層４０を通り抜ける水分Ｗの流れを阻害しない。図５に見られるとおり、輸送された水分Ｗは、食品Ｆから移送され離れた場所に維持される。例示のとおり、この物品は、サセプタ１１０が食物包装用品２００の底部から吊り下げられるように設計される。吊り下げられたサセプタは、輸送された水分Ｗを排出する空隙空間Ｃを生み出す。
【００３９】
本開示の実施形態は、包装用品の代替形態を含む。実例としては、図６Ａ〜図７に示すとおり、マイクロ波サセプタは、平面状のブランク材６０５から形成されたスリーブ６００の形態であってもよい。スリーブ６００は、第１の開放端部６０４と、第１の開放端部６０４に対向する第２の開放端部６０６とを有する壁６０２を含んでもよい。スリーブは、図７に示すとおり、平面状のブランク材６０５から形成される。平面状のブランク材６０５は、第１の端部６１０と、長さＬに沿って第１の端部６１２に対向する第２の端部６１２と、第１の側縁部６１６と、幅Ｗに沿って第１の側縁部６１６に対向する第２の側縁部６１８とを有する、切断されたまたは形成された基材層４０である。第１の側縁部６１６および第２の側縁部６１８はそれぞれ、第１の端部６１０から第２の端部６１２に向かって延びており、概して直線的なブランク材が形成されるようになっている。金属層４２０は、幅Ｗに沿って第１の側縁部から第２の側縁部まで延びている。しかしながら、金属層は、長さＬに沿った基材層２０の一部に沿って延びていることで、重なり合った表面部分６３０を形成している。重なり合った表面部分６３０は、ブランク材をスリーブの形態に固定する接着剤または他の何らかの結合剤を担持してもよく、これは図６Ｂに示とおりである。ブランク材６０５は、スリーブ６０５の形成を容易にする複数の折り目線６３０、６３２、６３４、６３６を有してもよい。示されるとおり、スリーブ６００自体は、対向する２つの開放端部を有するように形成される。代替実施形態では、マイクロ波サセプタは、ガセット（ｇｕｓｓｅｔ）付き端部を有する閉じたスリーブの形態である。さらに別の例では、マイクロ波サセプタは、平面状の円板の形態である。さらに別の例では、マイクロ波サセプタは、袋状食物用品の側壁に沿って配置される。さらに別の例では、マイクロ波サセプタは、パッチラミネート付きトレイの形態である。
【００４０】
本開示の別の実施形態では、食物包装用品４００は、金属ナノ粒子を含むモールド成型パルプ構造体として形成された筐体およびサセプタ４１０を具備する。図８および図９には、そのようなマイクロ波食物包装用品４００を例示している。例示の実施形態では、食物包装用品４００は、少なくとも１つの食品Ｆを担持するように構成されたモールド成型トレイである。食物包装用品４００は、底部４１５と、頂部４３０と、底部４１５から頂部４３０に向かって上方に延びている側壁４２５と、底部４１５および側壁４２５によって画定される内部空間Ｃとを有する物品本体４０５を含む。物品本体４０５自体は、セルロース系材料から形成されており、その上に堆積したまたはその中に形成された金属ナノ粒子を含んで、モールド成型トレイサセプタを形成してもよい。この実施形態では、モールド成型トレイは、セルロース系パルプから形成され、金属ナノ粒子は、図１０に例示のトレイ形成製造工程７００の最中に、パルプ上にまたはその中に形成される。
【００４１】
モールド成型トレイ４００内に形成された、またはその上に形成された金属ナノ粒子は、少なくとも一次元において１から約２００ナノメートルの範囲であるサイズを有する。しかしながら、本明細書に記載の金属ナノ粒子は、非常に大きな、例えば数百ナノメートルとなり得る凝集体として形成される場合があると理解されるのが望ましい。一例では、凝集ナノ粒子のサイズは、２００ｎｍより大きい可能性がある。しかし、個別金属ナノ粒子のサイズは、直径が約１ｎｍから約２００ｎｍの間であるのが望ましい。好ましい例では、そのサイズは、約１ｎｍから約１００ｎｍの間であるのが望ましい。一例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約１５０ナノメートルの間である。別の例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約１００ナノメートルの間である。さらに別の例では、ナノ粒子のサイズは、約１ｎｍから約５０ナノメートルの間である。本明細書に記載の方法は、加工条件などに応じて、さまざまなナノ粒子サイズを生成する場合があると理解されるのが望ましい。粒子サイズは、何種類の粒子サイズ分布を有してもよい。よって、基材中のナノ粒子上にはさまざまなサイズがあってもよい。一例では、観察される粒子サイズの少なくとも９０％は、約２００ｎｍ未満であるのが望ましい。好ましくは、観察される粒子サイズの９０％は、約１００ｎｍ未満であるのが望ましい。本明細書で使用される金属ナノ粒子のサイズは、ナノ粒子の粒子サイズを測定する公知の画像解析方法に従って観察される少なくとも一次元におけるサイズである。平均粒子サイズは、金属ナノ粒子のサイズを指すのに使用されることもあるが、所与の試料または試験レジメンにおいて観察される測定結果に関する平均粒子サイズである。金属ナノ粒子は、様々な形状を有することができ、例えば棒状、三角形、球状、立方体、ナノワイヤなどが挙げられるが、これらには限定されない。
【００４２】
図１０についてさらに話を進めると、パルプ三次元構造体工程７００は、セルロース系スラリーを形成する７０４ことを含む。スラリーは、セルロース系繊維から作られてもよい。セルロース系繊維は、木材パルプ、綿、レーヨン、または天然由来か合成かにかかわらず、いかなるその他のセルロース系材料であってもよい。例えば、セルロース系繊維は、板紙を形成するのに使用される木材パルプであってもよい。
【００４３】
次に、工程７００は、セルロース系スラリーに金属前駆体溶液を添加する７０８ことを含む。金属前駆体溶液は、金属塩と還元剤とを含んでもよい。さらに、結合剤および同類のものなどの追加の薬剤を、ステップ７０８の最中にスラリーに添加してもよい。そのような薬剤は、充填剤、結合剤、顔料、サイジング剤、湿潤強度剤、およびその他の一般的な製紙用添加剤を含んでもよい。また、追加の薬剤は、結果として得られる基材の特定の特性を調整するために溶液に添加してもよい。当業者であれば、上述のナノ粒子前駆体に加えて、どのような追加の薬剤を使用してもよいか分かるであろう。
【００４４】
前駆体溶液に使用される金属塩には、銀、金、白金、パラジウム、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、カドミウム、イリジウム、およびそれらの混合物などが挙げられるが、これらには限定されない。一例では、金属塩は銀を含む。典型的な銀塩には、硝酸銀、酢酸銀、酸化銀、硫酸銀、ヘキサフルオロリン酸銀、テトラフルオロホウ酸銀、過塩素酸銀、炭酸銀、塩化銀、またはトリフルオロメタンスルホン酸銀などが挙げられるが、これらには限定されない。
【００４５】
上述のとおり、前駆体溶液はまた、還元剤を含んでもよく、この還元剤には、アルデヒド類およびアルデヒド形成化学薬品などを挙げてもよいが、これらには限定されない。一例では、還元剤は、糖であってもよい。糖は、単糖類、二糖類、三糖類、および／もしくは多糖類、またはそれらの何らかの混合物であってもよく、先述のいずれかと他の添加剤との混合物なども挙げられる。一例では、還元糖は、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ラクトース、マルトース、リボース、ソルボース、および、混合物、例えばコーンシロップ、グルコースシロップ、異性化糖、マルトースシロップ、およびそれらの混合物であるがこれらには限定されないものなどが挙げられるが、これらには限定されない。アルデヒド形成化学薬品を使用してもよい。例示的なアルデヒド類およびアルデヒド形成化学薬品には、アセトアルデヒド、グリセルアルデヒドのみならず、非還元糖類、例えばショ糖、アスコルビン酸、アルコール、またはそれらの混合物などを挙げてもよいが、これらには限定されない。還元剤は、二段階工程で使用するためのその他の化合物、例えば水素化ホウ素ナトリウムであってもよい。その他のアルデヒド類、およびアルデヒド形成化学薬品、およびその他の糖誘導体は、金属イオンを還元して基材中にナノ粒子を形成するために、一緒に使用してもよいし、単独で使用してもよい。加えて、アンモニア銀であるトレンス試薬を開始させて銀塗膜を形成する化学薬品であれば、いかなるものでも適切である可能性がある。ステップ７０８において使用するための例示的な前駆体溶液は、２０〜１２０部の間の還元剤に対して１部の金属塩を含んでもよい。そのような比は、繊維への水溶液の単一ステップ塗布に適していることがある。
【００４６】
前駆体溶液とセルロース系パルプとを一つにし、充分な混合が生じて金属前駆体−パルプスラリーが形成したら、ステップ７１２において、パルプ−金属スラリーを、所望の食物包装用品の形状を有するモールド上に堆積させる。モールドは、製造速度を増加させやすくするために、複数組の型枠を含んでもよい。ステップ７１６では、モールド上に堆積させたパルプ−金属スラリーからの余分な水を、真空または他の手段により排出する。
【００４７】
ステップ７２０では、排水されたパルプ−金属スラリーを加熱ユニット（図示せず）に給送し、そこで充分な熱エネルギーを印加してパルプ−金属スラリーから残留水分を除去する。パルプ−金属スラリーを熱エネルギーで乾燥させることで、水分が除去されるだけでなく、パルプ上での金属ナノ粒子の合成の開始により、モールド成型トレイ型枠中で金属ナノ粒子の形成が生じる。より詳細には、例えば乾燥により、金属塩と還元剤の化学反応が活性化し、それによって基材中で金属塩が金属ナノ粒子に還元される。当業者であれば、乾燥段階での時間および温度のプロファイルが、基材の基本重量（坪量）、溶液の塗布の最中に保持される水、水溶液の組成、および乾燥段階の最中に達する所望の最高温度など、様々な要因に依存することを容易に認識するであろう。さらにまた、熱エネルギーを印加することで、パルプ−金属トレイ型枠の視認できる色の変化、すなわち第１の色、例えば白色から、セルロース系パルプ構造体の表面上に形成された様々なタイプの金属ナノ粒子を示す、橙色、黄色、赤色、紫色、青色、および／または緑色の紙への変化を生じる。
【００４８】
ステップ７２０において、パルプ−金属スラリーは、スラリーの含水量が５〜１０％の間になるまで乾燥させてもよい。ステップ７２０に続いて、モールド成型トレイを、モールドから取り外してもよい。モールド成型トレイ４００は次いで、いかなるその他の必要な包装体および食品とも組み合わされる。
【００４９】
図１１についてさらに話を進めると、本開示の代替実施形態に準拠して、セルロース系三次元構造体を形成する工程８００が記載されており、これは上述の工程８００と同様である。しかしながら、代替実施形態に準拠して、この工程では、スラリーをモールド型枠に添加した後に金属前駆体溶液を付着させる。従って、ステップ８０４において、セルロース系スラリーを形成する。スラリーは、セルロース系繊維から形成してもよい。セルロース系繊維は、木材パルプ、綿、レーヨン、または天然由来か合成かにかかわらず、いかなるその他のセルロース系材料であってもよい。
【００５０】
ステップ８０８において、パルプスラリーを、所望の食物包装用品の形状を有するモールド上に堆積させる。モールドは、製造速度を増加させやすくするために、複数組の型枠を含んでもよい。実例としては、パルプスラリーを、１つまたは複数のモールド型枠に付加させてもよい。
【００５１】
ステップ８１２では、金属前駆体溶液を、モールド型枠上に堆積させたセルロース系スラリーに塗布する。上述のとおり、金属前駆体溶液は、金属塩と還元剤とを含んでもよい。さらに、結合剤および同類のものなどの追加の薬剤を、ステップ８１２の最中にスラリーに添加してもよい。そのような薬剤は、充填剤、結合剤、顔料、サイジング剤、湿潤強度剤、およびその他の一般的な製紙用添加剤を含んでもよい。また追加の薬剤を溶液に添加して、得られる基材の特定の特性を調整してもよい。当業者であれば、上述のナノ粒子前駆体に加えて、どのような追加の薬剤を使用してもよいか分かるであろう。加えて、異なる技術を使用して、金属ナノ粒子を三次元パルプ構造に組み込んでもよい。ステップ８１２においてスプレー・キャニスタ（ｓｐｒａｙ  ｃａｎｉｓｔｅｒ）を使用して金属加圧溶液を塗布してもよい。別の例では、ステップ８１２の後に、カーテン・コーティング（ｃｕｒｔａｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）法を使用して、三次元構造体上の排水されたスラリーにナノ金属を添加してもよい。代替実施形態では、ステップ８１２の前に、金属ナノ粒子を三次元構造体に添加してもよい。
【００５２】
ステップ８１６では、モールド上に堆積させたパルプ−金属スラリーの余分な水を、真空または他の手段を介して排出する。
【００５３】
ステップ８２０では、パルプおよびモールド型枠を加熱ユニット（図示せず）に給送し、そこで充分な熱エネルギーを印加してパルプ−金属スラリーから残留水分を除去する。パルプ−金属スラリーを熱エネルギーで乾燥させることで、水分が除去されるだけでなく、パルプ上での金属ナノ粒子の合成の開始により、モールド成型トレイ型枠中で金属ナノ粒子の形成が生じる。より詳細には、例えば乾燥により、金属塩と還元剤の化学反応が活性化され、それによって基材中で金属塩が金属ナノ粒子に還元される。当業者であれば、乾燥段階での時間および温度のプロファイルが、基材の基本重量（坪量）、溶液の塗布の最中に保持される水、水溶液の組成、および乾燥段階の最中に達する所望の最高温度など、様々な要因に依存することを容易に認識するであろう。さらにまた、熱エネルギーを印加することで、パルプ−金属トレイ型枠の視認できる色の変化、すなわち第１の色、例えば白色から、セルロース系パルプ構造体の表面上に形成された様々なタイプの金属ナノ粒子を示す、橙色、黄色、赤色、紫色、青色、および／または緑色の紙への変化を生じる。ステップ８２０において、パルプ−金属スラリーを、スラリーの含水量が５〜１０％の間になるまで乾燥させてもよい。ステップ８２０に続いて、モールド成型トレイを、モールドから取り外してもよい。モールド成型トレイ４００は次いで、いかなるその他の必要な包装体および食品とも組み合わされる。
【００５４】
従来のサセプタ包装体では、紙とプラスチックを一体化して単一材料としたラミネート層になっていることに起因して、リサイクル性や堆肥化が不可能である。しかし、本開示では、リサイクル性が可能な基材層に金属サセプタを直接付加させている。紙材料から金属粒子を除去する化学的工程は、オフィス廃棄物、雑誌、新聞紙をリサイクルする通常の脱墨工程と同様である。具体的には、脱墨工程では過酸化水素と漂白剤を用いて、消費後の廃紙から粒子や充填剤を除去する。紙包装体から金属を除去した後、繊維を再パルプ化し、再生紙製造物にして再利用することができる。
【００５５】
本開示の実施形態はまた、食品の品質を高めるおよび／または改善する可能性のある特徴を含む。実例としては、金属ナノ粒子、例えば銀および／または銅の型枠は、消費前の食品上での微生物増殖を阻害する可能性のある、そして場合によっては潜在的に防止する可能性のあるレベルの抗菌活性を提供する。したがって、本発明のマイクロ波サセプタは、抗菌性マイクロ波サセプタと見なしてもよい。
【００５６】
特定の実施形態では、本明細書に記載のサセプタを、金属を回収するよう構成してもよい。金属回収工程もまた、材料再利用工程を含み、この場合、金属粒子は、酸洗浄のような化学処理によって金属イオン中に溶解させることができる。この工程の後、金属イオンを金属基材にメッキすること、または溶液から析出させて金属塩にすることができる。いずれも、将来のサセプタおよび／または他の製造物を製造するのに再利用可能な金属製品を製造することができる。
【００５７】
以下の定義が本開示に適用される。
【００５８】
冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本明細書では、その冠詞の文法上の１つまたは複数（すなわち、少なくとも１つ）の目的語を指すのに使用される。例として、「構成要素（ａｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、１つの構成要素または複数の構成要素を意味する。
【００５９】
ある範囲の値が与えられている場合、その範囲の上下限値と、その所定の範囲内の他のいかなる記載のまたは介在する値との間に介在する各値も、文脈が別途、明確に指示しているのでない限り、下限値の単位の１０分の１まで、本発明に包含されることは理解されよう。本明細書おいて終点によって言及される数値範囲は、その範囲内に包含されるすべての数値および分数を含む（例えば、１から５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．９０、４、および５を含む）。これらのさらに小さい範囲の上下限値は、その小さい範囲に独立して含まれてもよく、その所定の範囲内で具体的に除外されるいかなる限界値も仮定したうえで、本発明の範囲内に包含される。その所定の範囲が上下限値の一方または両方を含む場合、含まれるこれらの限界の一方または両方を除外する範囲もまた、本発明の範囲内に包含される。
【００６０】
本明細書では、「約」という用語に先立たれた数値によって、特定の範囲が提示される。「約」という用語は、本明細書では、その用語に先立たれた正確な数値のみならず、その用語に先立たれた数値に近いまたはその値を近似する数値を文字通り支持するのに使用される。ある数字が、具体的に記載されている数字に近い、またはその近似であるかどうかを決定する際には、記載されていないその近いまたは近似の数字は、数字が提示されている文脈において、その具体的に記載されている数字の実質的な均等物を提供する数字である場合がある。例えば、本明細書では、用語「約」は、所定の数値の上下を５％の変動分だけ修正するのに使用される。
【００６１】
本開示は、本明細書では、限られた数の実施形態を用いて記載されているが、これらの特定の実施形態は、本明細書に別途記載されて特許請求される本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に記載の物品および方法の様々な構成要素の正確な配置およびステップの順序は、限定するものであるとは見なされないものとする。実例としては、方法のステップは、図中の逐次の一連の参照符号と、ブロックの進みを参照しつつ記載されているが、その方法は、所望に応じて特定の順序で実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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