DE69417964T2 - THROUGH MICROWAVE HEATABLE DISPENSER FOR MELTABLE ADHESIVES - Google Patents
THROUGH MICROWAVE HEATABLE DISPENSER FOR MELTABLE ADHESIVESInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Gestaltung und Konstruktion einer Vorrichtung zur Abgabe von durch Mikrowellen aufheizbaren Heißschmelzklebern und anderen wärmeempfindlichen Materialien. Die Vorrichtung umfaßt einen Spender, der durch Mikrowellen erwärmt wird und aus dem anschließend ein Material abgegeben wird. Der Spender ist speziell dafür konstruiert, Mikrowellenenergie in Wärme umzuwandeln und die Wärme auf wirksamere und/oder sicherere Weise an das abzugebende Material zu übertragen. Der Spender eignet sich besonders zum Erwärmen und Abgeben eines Materials (z. B. eines Heißschmelzklebers), das von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen niedrigviskosen Zustand übergehen kann, wenn es über eine vorbestimmte Schwellentemperatur hinaus erwärmt wird, wobei die Abgabe des Materials ermöglicht wird, wenn es sich in dem niedrigviskosen Zustand befindet.The present invention relates to improvements in the design and construction of an apparatus for dispensing microwave-heatable hot melt adhesives and other heat-sensitive materials. The apparatus comprises a dispenser which is heated by microwaves and from which a material is subsequently dispensed. The dispenser is specifically designed to convert microwave energy into heat and to transfer the heat to the material to be dispensed in a more efficient and/or safer manner. The dispenser is particularly suitable for heating and dispensing a material (e.g., a hot melt adhesive) which can change from a solid state or a high viscosity state to a low viscosity state when heated above a predetermined threshold temperature, while allowing dispensing of the material when it is in the low viscosity state.
Herkömmlicherweise wurde Heißschmelzkleber mittels Heißschmelzkleber-Auftragegeräten (Klebepistolen) aufgetragen. Diese Klebepistolen waren derart konstruiert, daß sie durch ein Stromkabel und einen Stecker mit einer Wandsteckdose verbunden werden, um der Klebepistole kontinuierlich elektrischen Strom zuzuführen, wodurch der Klebstoff in der Klebepistole geschmolzen wurde. Dies bedeutete, daß der Anwendungsbereich der Klebepistole durch die Länge des Stromkabels bestimmt wurde, welches die Klebepistole mit der Wandsteckdose verband. Ferner stellte das Kabel manchmal ein materielles Hindernis dar, um das herum sich der Anwender bei der Verwendung der Klebepistole bewegen mußte.Traditionally, hot melt adhesive was applied using hot melt adhesive applicators (glue guns). These glue guns were designed to be connected to a wall socket by a power cord and a plug to continuously supply electric current to the glue gun, thereby melting the adhesive in the glue gun. This meant that the application range of the glue gun was determined by the length of the power cord connecting the glue gun to the wall socket. Furthermore, the cord sometimes represented a material obstacle around which the user had to move when using the glue gun.
Um diese Probleme zu lösen, wurde eine kabellose Klebepistole entwickelt. Eine kabellose Klebepistole ist eine Klebepistole, die von ihrer Stromquelle getrennt werden kann, so daß sie ohne Stromkabel funktionieren kann. Bei der Konstruktion einer kabellosen Klebepistole muß der Haltevorrichtung für die Pistole große Aufmerksamkeit gewidmet werden. Die Haltevorrichtung muß in zweckmäßiger Weise die Klebepistole halten und es ermöglichen, daß die Klebepistole mit elektrischer Energie versorgt (aufgeheizt) wird, während sie sich auf der Haltevorrichtung befindet. Darüber hinaus müssen die Haltevorrichtung und die Klebepistole derart konstruiert sein, daß die Klebepistole leicht von der Haltevorrichtung und der Stromquelle abgelöst werden kann, wenn man die Klebepistole verwenden will. Für diese Zwecke umfaßt die Haltevorrichtung einen Sockel, um elektrische Energie an die Klebepistole zu übertragen, und einen Lösemechanismus, der es ermöglicht, die Klebepistole von dem Sockel zu trennen, wenn sie von der Haltevorrichtung genommen wird.To solve these problems, a cordless glue gun was developed. A cordless glue gun is a glue gun that can be separated from its power source so that it can function without a power cord. When designing a cordless glue gun, great attention must be paid to the holding device for the gun. The holding device must conveniently hold the glue gun and allow the glue gun to be supplied with electrical energy (heated) while it is on the holding device. In addition, the holding device and the glue gun must be designed in such a way that the glue gun can be easily detached from the holding device and the power source when one wants to use the glue gun. For these purposes, the holding device includes a base for transmitting electrical energy to the glue gun and a release mechanism that allows the glue gun to be separated from the base when it is removed from the holding device.
Trotz der Verbesserungen, die eine kabellose Klebepistole gegenüber einer herkömmlichen Klebepistole aufweist, hat eine kabellose Klebepistole noch immer Nachteile. Obwohl die kabellose Klebepistole nicht ständig elektrischen Strom benötigt, muß sie zunächst, während sie sich auf der Haltevorrichtung befindet, elektrisch erwärmt werden, und ein zwischenzeitliches elektrisches Erwärmen kann erforderlich sein, um den Heißschmelzkleber in einem niedrigviskosen Zustand zu halten. Zusätzlich müssen sowohl bei der herkömmlichen Klebepistole als auch bei der kabellosen Klebepistole Heißschmelzkleberstifte oder andere Formen von Klebstoffvorrat in die Klebepistole gesteckt werden. Deshalb ist es notwendig, den Heißschmelzkleber separat von der Klebepistole selbst zu kaufen und vor jeder Verwendung der Klebepistole mit dem Heißschmelzkleber zu hantieren. Ferner sind sowohl die herkömmliche Klebepistole als auch die kabellose Klebepistole sperrig, relativ teuer in der Anschaffung, sie brauchen eine relativ lange Vorheizzeit, bevor der Kleber abgegeben werden kann, und eine relativ lange Abkühldauer, bevor sie aufgeräumt werden können.Despite the improvements that a cordless glue gun has over a traditional glue gun, a cordless glue gun still has disadvantages. Although the cordless glue gun does not require a constant electrical power, it must first be electrically heated while on the holder, and interim electrical heating may be required to keep the hot melt glue in a low viscosity state. In addition, both the traditional glue gun and the cordless glue gun require hot melt glue sticks or other forms of glue supply to be inserted into the glue gun. Therefore, it is necessary to purchase the hot melt glue separately from the glue gun itself and to handle the hot melt glue before each use of the glue gun. Furthermore, both the conventional glue gun and the cordless glue gun are bulky, relatively expensive to purchase, they require a relatively long preheating time before the glue can be dispensed, and a relatively long cooling time before they can be put away.
Eine deutliche Verbesserung und Neuerung bei der Abgabe von wärmeempfindlichen Materialien, insbesondere Heißschmelzklebstoffen, ist in der US-A-5 188256 offenbart, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde. Speziell offenbart die US-A-5 188 256 einen Spender für wärmeempfindliche Materialien, der ein erstes Material umfaßt, das, wenn es über eine vorbestimmte Temperatur hinaus erhitzt wird, von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen niedrigviskosen Zustand übergeht, ein zweites Material, das verwendet werden kann, um über eine vorbestimmte Temperatur hinaus erwärmt zu werden, wenn es Mikrowellenenergie wenigstens eine vorbestimmte Zeit lang ausgesetzt wird, einen Behälter, der das erste und das zweite Material enthält, und einen Auslaß, durch den das erste Material aus dem Behälter abgegeben werden kann, wenn es sich im niedrigviskosen Zustand befindet. In der darin beschriebenen speziellen Ausführungsform ist ein Heißschmelzkleber in einem Behälter enthalten, dessen Innenfläche mit einem Mikrowellensuszeptormaterial beschichtet worden ist.A significant improvement and innovation in the dispensing of heat sensitive materials, particularly hot melt adhesives, is disclosed in US-A-5 188256, which was published after the priority date of the present application. Specifically, US-A-5 188 256 discloses a dispenser for heat sensitive materials comprising a first material which, when heated above a predetermined temperature, changes from a solid or high viscosity state to a low viscosity state, a second material which can be used to be heated above a predetermined temperature when exposed to microwave energy for at least a predetermined time, a container containing the first and second materials, and an outlet through which the first material can be dispensed from the container when in the low viscosity state. In the specific embodiment described therein, a hot melt adhesive is contained in a container whose inner surface has been coated with a microwave susceptor material.
Fig. 1 ist ein Schemadiagramm eines Spenders und einer Abdeckung dafür, konstruiert nach den Prinzipien dieser Erfindung.Fig. 1 is a schematic diagram of a dispenser and a cover therefor constructed according to the principles of this invention.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Spenders und einer Abdeckung von Fig. 1, senkrecht zur Ebenenachse der Abdeckung.Fig. 2 is a cross-sectional view of the dispenser and a cover of Fig. 1, perpendicular to the plane axis of the cover.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Spenders und der Abdeckung dafür, ähnlich wie die in Fig. 2, zusätzlich mit einem dritten Material zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material in dem Spender.Fig. 3 is a cross-sectional view of the dispenser and the cover therefor, similar to that in Fig. 2, additionally with a third material between the first material and the second material in the dispenser.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Spenders von Fig. 2 entlang der Linie A-A.Fig. 4 is a cross-sectional view of the dispenser of Fig. 2 along line A-A.
Fig. 5 ist ein Schemadiagramm eines teilweise zusammengebauten Spenders und einer Abdeckung dafür, konstruiert gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Figure 5 is a schematic diagram of a partially assembled dispenser and cover therefor constructed in accordance with an additional embodiment of the present invention.
Fig. 6 ist eine Querschnitts-Seitenansicht des Spenders und der Abdeckung dafür von Fig. 5, wobei der Spender und die Abdeckung komplett zusammengebaut sind.Fig. 6 is a cross-sectional side view of the dispenser and cover therefor of Fig. 5, with the dispenser and cover fully assembled.
Fig. 7 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer Querschnitts- Seitenansicht des Spenders und der Abdeckung von Fig. 6.Fig. 7 is an enlarged fragmentary cross-sectional side view of the dispenser and cover of Fig. 6.
Fig. 8 ist eine Querschnitts-Seitenansicht eines Spenders und einer Abdeckung, ähnlich wie die in Fig. 6 gezeigte, die jedoch den Spender zeigt, wie er gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.Figure 8 is a cross-sectional side view of a dispenser and cover similar to that shown in Figure 6, but showing the dispenser as constructed in accordance with an additional embodiment of the present invention.
Fig. 9 ist eine Querschnitts-Draufsicht auf den Spender von Fig. 8 entlang der Linie 16-16.Fig. 9 is a cross-sectional plan view of the dispenser of Fig. 8 taken along line 16-16.
Fig. 10 ist eine Querschnitts-Draufsicht auf den Spender von Fig. 8, die jedoch ein Rippenpaar zeigt, das sich radial nach innen entlang gegenüberliegender Seiten der geformten Röhre erstreckt.Fig. 10 is a cross-sectional plan view of the dispenser of Fig. 8, but showing a pair of ribs extending radially inwardly along opposite sides of the formed tube.
Fig. 11 ist eine Querschnitts-Seitenansicht eines Spenders und einer Abdeckung, ähnlich wie die in Fig. 8 gezeigte, die jedoch einen Heizstift zeigt, der sich in dem Spender befindet.Fig. 11 is a cross-sectional side view of a dispenser and a cover similar to that shown in Fig. 8, but showing a heating pin located within the dispenser.
Fig. 12 ist eine Querschnitts-Draufsicht auf den Spender von Fig. 11 entlang der Linie 18-18.Fig. 12 is a cross-sectional plan view of the dispenser of Fig. 11 taken along line 18-18.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verbesserungen und Weiterentwicklungen des Heißschmelzklebstoffspenders der US-A-5 188 256. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Modifikationen und Weiterentwicklungen eines durch Mikrowellen aufheizbaren Heißschmelzklebstoffspenders, die eine effizientere und, vom Verbraucherstandpunkt aus, sicherere Verwendung ergeben. Im allgemeinen ist die Abgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung derart konstruiert, daß sie zur einfachen Verwendung kompakt und tragbar ist. Demzufolge ist sie im allgemeinen ein in der Hand zu haltender Spender. Jedoch sind zur potentiellen Verwendung in der Industrie auch größere Ausführungsformen umfaßt.The present invention relates to new improvements and developments of the hot melt adhesive dispenser of US-A-5,188,256. More particularly, the present invention relates to modifications and developments of a microwaveable hot melt adhesive dispenser which provide more efficient and, from a consumer standpoint, safer use. In general, the dispensing device of the present invention is designed to be compact and portable for ease of use. Accordingly, it is generally a hand-held dispenser. However, larger embodiments are also included for potential industrial use.
Das Spenderkonzept der vorliegenden Erfindung eignet sich besonders zur Überführung von Materialien, insbesondere Heißschmelzmaterialien, von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen flüssigen Zustand oder einen niedrigviskosen Zustand, wenn sie über eine vorbestimmte Schwellentemperatur hinaus erwärmt werden. Heißschmelzmaterialien, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind u. a. beispielsweise Heißschmelzklebstoffe, Nahrungsmittelprodukte (d. h. Bonbons, Schokolade usw.), Lötmittel, Wachs und Öl. Die vorliegende Erfindung kann auch zur Abgabe und Reaktionsinitiierung von wärmeempfindlichen reaktiven Materialien verwendet werden. Speziell sind solche wärmeempfindlichen Materialien u. a. Materialien, die härten oder polymerisieren, wenn sie eine festgelegte Zeit lang einer vorbestimmten Temperatur ausgesetzt werden. Solche wärmeempfindlichen Materialien sind u. a. beispielsweise wärmehär tende Harze, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxiden, Polyestern, Polyurethanen, Polybutadienen, Cyanatestern, Bismaleimiden, Polyimiden, Phenolharzen, Alkydharzen, Aminoharzen und Siliconen. Die Erfindung ist besonders geeignet zur Abgabe von Heißschmelzklebstoffen und wird zum größten Teil in diesem Zusammenhang diskutiert werden.The dispensing concept of the present invention is particularly suitable for converting materials, particularly hot melt materials, from a solid state or a high viscosity state to a liquid state or a low viscosity state when heated above a predetermined threshold temperature. Hot melt materials that can be used in the practice of the present invention include, for example, hot melt adhesives, food products (i.e., candy, chocolate, etc.), solder, wax, and oil. The present invention can also be used for dispensing and reaction initiation of heat-sensitive reactive materials. Specifically, such heat-sensitive materials include materials that harden or polymerize when exposed to a predetermined temperature for a set time. Such heat-sensitive materials include, for example, heat-curing resins selected from the group consisting of epoxies, polyesters, polyurethanes, polybutadienes, cyanate esters, bismaleimides, polyimides, phenolic resins, alkyd resins, amino resins and silicones. The invention is particularly suitable for dispensing hot melt adhesives and will be discussed largely in this context.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Abgabe wärmeempfindlicher Materialien zur Verfügung, umfassend einen Behälter, in dem sich ein erstes Material befindet und der ein zweites Material entweder umfassen oder enthalten kann, und einen Auslaß, durch den das erste Material im Anschluß an das Einwirkenlassen von Mikrowellenenergie auf die Vorrichtung abgegeben werden kann, wobei das erste Material derart ist, daß es beim Erwärmen auf eine vorbestimmte Temperatur entweder von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen flüssigen Zustand oder einen niedrigviskosen Zustand überführt wird oder derart aktiviert wird, daß die Polymerisation oder Härtung des ersten Materials initiiert wird, und das zweite Material so gestaltet ist, daß es auf wenigstens die vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, wenn es wenigstens eine vorbestimmte Zeit lang Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, und das zweite Material mit dem ersten Material in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Material nicht innerhalb des ersten Materials dispergiert ist und das zweite Material ein ferromagnetisches Material umfaßt mit einem Curie-Temperaturminimum, das wenigstens gleich der vorbestimmten Temperatur ist, und einem Curie-Temperaturmaximum, das niedriger ist als die Temperatur, bei der das erste Material sieden oder durch die vom zweiten Material erzeugte Wärme nachteilig beeinflußt werden wird, und das niedriger ist als die Entzündungstemperatur entweder des ersten Materials oder des Behälters. Die bevorzugten ferromagnetischen Materialien umfassen Ferrite, Spinelle und Spinellferrite. Besonders bevorzugte ferromagnetische Materialien sind diejenigen, die vorwiegend magnetische Erwärmungseigenschaften haben, ganz besonders bevorzugt diejenigen, die im wesentlichen keine elektrischen oder Widerstandserwärmungseigenschaften besitzen.The present invention provides an apparatus for dispensing heat sensitive materials comprising a container having a first material therein and which may either comprise or contain a second material, and an outlet through which the first material may be dispensed following exposure to microwave energy to the apparatus, the first material being such that when heated to a predetermined temperature it is converted from either a solid state or a high viscosity state to a liquid state or a low viscosity state, or is activated to initiate polymerization or curing of the first material, and the second material being designed to be heated to at least the predetermined temperature when exposed to microwave energy for at least a predetermined time, and the second material being in a heat transfer relationship with the first material, characterized in that the second material is not dispersed within the first material, and the second material comprises a ferromagnetic material having a Curie temperature minimum at least equal to the predetermined temperature and a Curie temperature maximum that is lower than the temperature at which the first material will boil or be adversely affected by heat generated by the second material, and that is lower than the ignition temperature of either the first material or the container. The preferred ferromagnetic materials include ferrites, spinels and spinel ferrites. Particularly preferred ferromagnetic materials are those that have predominantly magnetic heating properties most preferably those which have substantially no electrical or resistance heating properties.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der Behälter, oder wenigstens die Innenfläche des Behälters, das zweite Material. Insbesondere betrifft diese Ausführungsform einen geformten länglichen Behälter mit einer Längsachse, wobei der Behälter wenigstens eine Rippe auf seiner Innenfläche enthält, die parallel ist zur Längsachse und sich entlang dieser nach innen erstreckt. Der Behälter kann aus einem Hochtemperatur-Polymermaterial geformt sein, auf dem das zweite Material entweder in Teilchenform oder als ein Film abgeschieden ist. Alternativ kann der Behälter selbst das zweite Material umfassen, wobei der Behälter aus einem Hochtemperatur-Polymermaterial geformt ist, in dem ein teilchenförmiges Material dispergiert ist, das seinerseits so beschaffen ist, daß es sich erwärmt, wenn es Mikrowellenenergie ausgesetzt wird. Bei dieser Alternative muß das Polymermaterial derart ausgewählt sein, daß es ausreichend Wärmeübertragungseigenschaften besitzt, um die von den dispergierten Teilchen erzeugte Wärme an das in dem Behälter enthaltene erste Material zu leiten. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Ausführungsform umfaßt zwei Rippen auf gegenüberliegenden Innenflächen des Behälters. Das Vorliegen der Rippen, die von der Innenfläche des Behälters in das erste Material reichen, beschleunigt und unterstützt die Erwärmung des ersten Materials.According to one embodiment of the present invention, the container, or at least the inner surface of the container, comprises the second material. In particular, this embodiment relates to a molded elongate container having a longitudinal axis, the container including at least one rib on its inner surface which is parallel to and extends inwardly along the longitudinal axis. The container may be molded from a high temperature polymer material having the second material deposited thereon either in particulate form or as a film. Alternatively, the container itself may comprise the second material, the container being molded from a high temperature polymer material having dispersed therein a particulate material which in turn is adapted to heat up when exposed to microwave energy. In this alternative, the polymer material must be selected to have sufficient heat transfer properties to conduct the heat generated by the dispersed particles to the first material contained in the container. The preferred embodiment of this embodiment includes two ribs on opposing inner surfaces of the container. The presence of the ribs extending from the inner surface of the container into the first material accelerates and assists in heating the first material.
Eine weitere Ausführungsform gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung umfaßt als das zweite Material einen Heizstab mit einer Längsachse parallel zur Längsachse des Behälters. Der Heizstab kann von dem ersten Material umschlossen oder darin eingebettet sein. Vorzugsweise besitzt der Heizstab eine ausreichende Länge und Form, um eine große Oberfläche für den Kontakt mit dem ersten Material zur Verfügung zu stellen. Im allgemeinen wird der Heizstab sich fast entlang der vollen Länge der Längsachse des Behälters erstrecken. Alternativ wird der Heizstab sich durch wenigstens im wesentlichen das gesamte erste Material hindurch erstrecken. Diese Ausführungsform ist besonders wirkungsvoll, da die gesamte Strahlungsenergie von dem Heizstab an das erste Material übertragen wird. Darüber hinaus ermöglicht dies, daß das erste Material von innen nach außen erwärmt wird, so daß die Erwärmung der Behälteraußenfläche minimal wird. Natürlich könnte der Heizstab auch in Verbindung mit einem Behälter verwendet werden, der oder dessen Innenfläche ebenfalls aus dem zweiten Material besteht. Eine solche Ausführungsform würde für eine sehr schnelle Erwärmung des ersten Materials sorgen, da die Erwärmung des ersten Materials von beiden Richtungen erfolgen würde.Another embodiment according to the practice of the present invention includes as the second material a heating rod having a longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the container. The heating rod may be enclosed by or embedded in the first material. Preferably, the heating rod has a sufficient length and shape to provide a large surface area for contact with the first material. Generally, the heating rod will extend almost the full length of the longitudinal axis of the container. Alternatively, the heating rod will extend through at least substantially all of the first material. This embodiment is particularly effective because all of the radiant energy is transferred from the heating rod to the first material. In addition, this allows the first material to be heated from the inside out so that heating of the outer surface of the container is minimal. Of course, the heating rod could also be used in conjunction with a container which, or whose inner surface, is also made of the second material. Such an embodiment would provide for very rapid heating of the first material because heating of the first material would occur from both directions.
Noch eine weitere Ausführungsform gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verwendung eines Isoliermantels, der den Spender im wesentlichen umschließt oder umhüllt. Der Isoliermantel kann einen Teil des Behälters umfassen oder kann eine wiederverwendbare Hülle umfassen, in die bzw. aus der der Behälter hineingesteckt bzw. herausgezogen wird. Im ersteren Fall wird, wenn das gesamte Material in dem Behälter abgegeben wurde, die gesamte Vorrichtung, die aus dem Spender und dem Mantel besteht, weggeworfen. Im letzteren Fall wird, wenn das gesamte Material aus dem Spender abgegeben worden ist, der Spender aus der Hülle herausgezogen und ein neuer Spender eingesetzt, damit die Hülle wiederverwendet wird.Yet another embodiment in accordance with the practice of the present invention involves the use of an insulating jacket that substantially encloses or encases the dispenser. The insulating jacket may comprise a portion of the container or may comprise a reusable sleeve into which or from which the container is inserted or withdrawn. In the former case, when all of the material in the container has been dispensed, the entire device consisting of the dispenser and the jacket is discarded. In the latter case, when all of the material has been dispensed from the dispenser, the dispenser is withdrawn from the sleeve and a new dispenser is inserted so that the sleeve can be reused.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, daß der Isoliermantel wenigstens eine Schicht aus einem Isoliermaterial umfaßt, vorzugsweise wenigstens eine Schicht aus einem Polymerschaum. Alternativ kann der Isoliermantel mehrere Schichten umfassen, einschließlich einer Außenschicht, wobei eine davon, vorzugsweise jedoch nicht die Außenschicht, aus einer Glasfasermatte besteht.According to this embodiment of the invention, it is preferred that the insulating jacket comprises at least one layer of an insulating material, preferably at least one layer of a polymer foam. Alternatively, the insulating jacket may comprise several layers, including an outer layer, one of which, but preferably not the outer layer, consists of a glass fiber mat.
Die Verwendung eines Isoliermantels sorgt im wesentlichen für eine Außenfläche, die sich kühl anfühlt und die von dem Verbraucher gehandhabt werden kann, während man das erste Material ausreichend erwärmen läßt, damit es von seinem festen Zustand oder hochviskosen Zustand in seinen flüssigen Zustand oder niedrigviskosen Zustand übergeht oder die Temperatur erreicht, bei der die Polymerisation oder Härtung initiiert wird.The use of an insulating jacket essentially provides an outer surface that is cool to the touch and can be handled by the consumer while allowing the first material to heat sufficiently to change from its solid state or high viscosity state to its liquid state or low viscosity state or to reach the temperature at which polymerization or curing is initiated.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, welche einen Teil der Beschreibung bilden.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, which form a part hereof.
Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung in ihrem weitesten Sinne Verbesserungen und Variationen bei einer Vorrichtung zur Abgabe eines wärmeempfindlichen Materials, wobei die Vorrichtung umfaßt:Generally, the present invention in its broadest sense relates to improvements and variations in a device for dispensing a heat-sensitive material, the device comprising:
(i) ein erstes Material, das beim Erwärmen auf eine vorbestimmte Temperatur entweder von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen flüssigen Zustand oder einen niedrigviskosen Zustand überführt oder derart aktiviert wird, daß die Polymerisation oder Härtung des ersten Materials initiiert wird;(i) a first material which, when heated to a predetermined temperature, is converted from either a solid state or a high viscosity state to a liquid state or a low viscosity state or is activated so as to initiate polymerization or curing of the first material;
(ii) ein zweites Material, daß so beschaffen ist, daß es sich auf wenigstens die vorbestimmte Temperatur erwärmt, wenn es wenigstens eine vorbestimmte Zeit lang Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, wobei das zweite Material auch in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem ersten Material steht;(ii) a second material adapted to heat to at least the predetermined temperature when exposed to microwave energy for at least a predetermined time, the second material also being in a heat transfer relationship with the first material;
(iii) einen Behälter, in dem sich das erste Material befindet und der das zweite Material entweder umfassen oder enthalten kann; und(iii) a container in which the first material is located and which can either comprise or contain the second material; and
(iv) einen Auslaß, durch den das erste Material im Anschluß an das Einwirkenlassen von Mikrowellen auf die Vorrichtung abgegeben wird.(iv) an outlet through which the first material is delivered following exposition of microwaves to the device.
Gemäß der Erfindung umfaßt das zweite Material ein ferromagnetisches Material mit einem Curie-Temperaturminimum, das wenigstens gleich der vorbestimmten Temperatur ist, und einem Curie-Temperaturmaximum, das niedriger ist als die Temperatur, bei der das erste Material sieden oder durch die vom zweiten Material erzeugte Wärme nachteilig beeinflußt werden wird, und das niedriger ist als die Entzündungstemperatur sowohl des ersten Materials als auch des Behälters.According to the invention, the second material comprises a ferromagnetic material having a Curie temperature minimum that is at least equal to the predetermined temperature and a Curie temperature maximum that is lower than the temperature at which the first material will boil or be adversely affected by the heat generated by the second material and that is lower than the ignition temperature of both the first material and the container.
Wenn hier auf das erste Material, das zweite Material und den Behälter Bezug genommen wird, soll, sofern nichts anderes angegeben ist, diese allgemeine Konstruktion gemeint sein.When reference is made here to the first material, the second material and the container, unless otherwise stated, it is intended to mean this general construction.
Das erste Material, das in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann eine Reihe von Materialien umfassen, die insofern wärmeempfindlich sind, als sie von einem festen Zustand oder hochviskosen Zustand in einen flüssigen Zustand oder niedrigviskosen Zustand übergehen, wenn sie auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt oder derart aktiviert werden, daß die Polymerisation oder Härtung des ersten Materials beim Erwärmen auf eine vorbestimmte Temperatur initiiert wird. Materialien, welche die obigen Eigenschaften erfüllen, werden oft als Heißschmelzmaterialien charakterisiert. Als Beispiele für solche Materialien können Heißschmelzkleber, Nahrungsmittelprodukte, wie z. B. Bonbons, Schokolade, Sirupe, Marmeladen und dergleichen, Lötmittel, Wachs und Öl angegeben werden. Die ersteren Materialien, die von der letzteren Charakterisierung umfaßt sind, sind u. a. wärmehärtende Harze, wie z. B. Epoxide, Polyester, Polyurethane, Polybutadiene, Cyanatester, Bismaleimide, Polymide, Phenolharze, Alkydharze, Aminoharze und Silicone sowie andere wärmehärtbare oder wärmepolymerisierbare Materialien.The first material that can be used in the practice of the present invention can include a variety of materials that are heat sensitive in that they change from a solid or high viscosity state to a liquid or low viscosity state when heated to a predetermined temperature or activated such that polymerization or curing of the first material is initiated upon heating to a predetermined temperature. Materials that satisfy the above properties are often characterized as hot melt materials. Examples of such materials include hot melt adhesives, food products such as candy, chocolate, syrups, jams and the like, solder, wax and oil. The former materials encompassed by the latter characterization include thermosetting resins such as e.g. Epoxides, polyesters, polyurethanes, polybutadienes, cyanate esters, bismaleimides, polyimides, phenolic resins, alkyd resins, amino resins and silicones as well as other thermosetting or thermopolymerizable materials.
Wenn diese letzteren Materialien abgegeben werden sollen, ist es besonders bevorzugt, die Härtungs- oder Polymerisationsgeschwindigkeit derart zu steuern, daß ausreichend Zeit zur Verfügung steht, in der das Material erwärmt und es für dessen beabsichtigte Verwendung abgegeben werden kann, bevor es weitgehend härtet oder polymerisiert.When these latter materials are to be dispensed, it is particularly preferred to control the rate of curing or polymerization so as to allow sufficient time for the material to be heated and dispensed for its intended use before it substantially cures or polymerizes.
Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders zur Erwärmung und Abgabe von Heißschmelzklebstoffen. In dieser Hinsicht und zur leichteren und einfacheren Diskussion werden die Vorrichtung und Verfahren der vorliegenden Erfindung speziell hinsichtlich Heißschmelzklebstoffen diskutiert werden.The present invention is particularly suitable for heating and dispensing hot melt adhesives. In this regard, and for ease and simplicity of discussion, the apparatus and methods of the present invention will be discussed specifically with respect to hot melt adhesives.
Ein Heißschmelzklebstoff, der für diese Zwecke geeignet ist, wird von H.B. Fuller Company unter der Produktbezeichnung Nr. 2125 hergestellt und verkauft. Natürlich können auch andere Heißschmelzkleber in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden, einschließlich denjenigen, die auf Polyvinylformal, Polyvinylbutyral, Ethylenvinylacetat (EVA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid, Polyester, Polyesteramid und Copolymeren und Mischungen der obigen basieren oder diese umfassen.A hot melt adhesive suitable for these purposes is manufactured and sold by H.B. Fuller Company under product designation No. 2125. Of course, other hot melt adhesives may be used in the practice of the present invention, including those based on or comprising polyvinyl formal, polyvinyl butyral, ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyamide, polyester, polyesteramide, and copolymers and blends of the above.
Das zweite Material, das mit dem ersten Material in einer Wärmeübertragungsbeziehung steht, ist geeignet, um über eine vorbestimmte Temperatur hinaus erwärmt zu werden, wenn es wenigstens eine vorbestimmte Zeit lang Mikrowellenenergie ausgesetzt wird. Typischerweise sind diese Materialien als Suszeptoren bekannt und bestehen aus mikrowellenabsorbierenden Teilchen. Beispiele für Suszeptoren, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind diejenigen, deren Verwendung man vom Kochen mit Mikrowelle kennt. In ihrer einfachsten Ausführungsform umfassen Suszeptoren mikrowellenabsorbierende Materialien, die in Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform oder der Bauweise der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in Teilchenform, als Stäube oder in Filmform vorliegen können. Die Suszeptormaterialien umfassen ihrerseits im allgemeinen Metalle, wie z. B. Eisen und Edelstahl, Metalloxide, wie z. B. Ferrite, Spinelle und Spinellferrite. Die Fachleute werden auch leicht andere Suszeptormaterialien, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, erkennen.The second material, which is in heat transfer relationship with the first material, is capable of being heated above a predetermined temperature when exposed to microwave energy for at least a predetermined time. Typically, these materials are known as susceptors and consist of microwave absorbing particles. Examples of susceptors that can be used in the practice of the present invention are those known for use in microwave cooking. In their simplest embodiment, susceptors comprise microwave absorbing materials which, depending on the particular embodiment or construction of the Device of the present invention may be in particulate form, as dusts or in film form. The susceptor materials, in turn, generally include metals such as iron and stainless steel, metal oxides such as ferrites, spinels and spinel ferrites. Those skilled in the art will also readily recognize other susceptor materials that can be used in the practice of the present invention.
In einer speziellen Ausführungsform des Suszeptors werden teilchenförmige mikrowellenabsorbierende Materialien an ein Hochtemperatur-Polymerfoliensubstrat gebunden oder darin eingebettet. Die Folie wird als eine Schicht beim Bau der Vorrichtung verwendet. Alternativ können Teilchen des mikrowellenabsorbierenden Materials innerhalb einer hochtemperaturbeständigen Polymermatrix dispergiert werden, mit der dann die Innenfläche des Behälters überzogen wird, oder die eine oder mehrere Schichten des Behälters bilden kann. Ferner kann, wie es nachstehend diskutiert werden wird, das zweite Material eine Struktur, wie z. B. einen Heizstab, eine kompressible Spule oder Schaumteilchen, umfassen, daran haften oder darin dispergiert sein, welche sich ihrerseits in wenigstens einem wesentlichen Teil des ersten Materials befindet.In a specific embodiment of the susceptor, particulate microwave absorbing materials are bonded to or embedded in a high temperature polymer film substrate. The film is used as a layer in the construction of the device. Alternatively, particles of the microwave absorbing material may be dispersed within a high temperature resistant polymer matrix which is then coated on the interior surface of the container or which may form one or more layers of the container. Further, as will be discussed below, the second material may comprise, be adhered to, or dispersed within a structure such as a heating rod, compressible coil, or foam particles which is in turn located within at least a substantial portion of the first material.
Wie erwähnt, umfaßt ein Suszeptortyp im wesentlichen mikrowellenenergieabsorbierende Teilchen, die auf einer Hochtemperatur- Polymerfolie haften. Suszeptoren dieser Art werden normalerweise durch ihre optische Dichte klassifiziert. Diejenigen Suszeptoren, die zur Verwendung gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung geeignet sind, haben im allgemeinen eine optische Dichte im Bereich von 0,05 bis 2,0. Solche Folien mit optischen Dichten, die am oberen Ende dieses Bereichs oder höher liegen, haben im allgemeinen bessere Reflektionseigenschaften und schlechtere Absorptionseigenschaften, so daß die Erzeugung von Wärme durch den Suszeptor sehr langsam ist, und bei extrem hohen optischen Dichten sind sie zur Verwendung in der Praxis der vorliegenden Erfindung unbrauchbar. Vorzugsweise haben solche Foliensuszeptoren optische Dichten von 0,10 bis 0,35. Ein im Handel erhältlicher Suszeptor dieses Typs umfaßt Metallteilchen, die sich auf einer Hochtemperatur-Polyimidfolie befinden. Solche Materialien werden von National Metalizing Company, Cranbury, NJ, hergestellt und vertrieben. Die/Das darunterliegende Polyimidfolie oder -substrat wird von E.I. DuPont De Nemours & Company hergestellt und unter der Handelsbezeichnung "Kaptan" vertrieben. Andere Hochtemperatur-Polyimidfolien, die zur Herstellung solcher Suszeptorfolien verwendet werden können, sind u. a. die Polyetherimide, die von General Electric Company, Pittsfield, MS, hergestellt und unter der Handelsbezeichnung "Ultem" vertrieben werden.As mentioned, one type of susceptor essentially comprises microwave energy absorbing particles adhered to a high temperature polymer film. Susceptors of this type are normally classified by their optical density. Those susceptors suitable for use in accordance with the practice of the present invention generally have an optical density in the range of 0.05 to 2.0. Such films having optical densities at the upper end of this range or higher generally have better reflective properties and poorer absorptive properties so that the generation of heat by the susceptor is very slow, and at extremely high optical densities they are use in the practice of the present invention. Preferably, such film susceptors have optical densities of from 0.10 to 0.35. A commercially available susceptor of this type comprises metal particles supported on a high temperature polyimide film. Such materials are manufactured and sold by National Metalizing Company, Cranbury, NJ. The underlying polyimide film or substrate is manufactured by EI DuPont De Nemours & Company and sold under the trade designation "Kaptan." Other high temperature polyimide films that can be used to make such susceptor films include the polyetherimides manufactured by General Electric Company, Pittsfield, MS and sold under the trade designation "Ultem."
Andere Hochtemperaturfolien können ebenfalls als das Substrat für die mikrowellenabsorbierenden Teilchen verwendet werden, einschließlich verschiedenen thermoplastischen Polymeren, synthetischen Harzen und dergleichen, einschließlich zum Beispiel Polyesterfolien. Auch diese Folien sind leicht von einer Reihe von Zulieferern, u. a. von der obigen National Metalizing Company, im Handel erhältlich. Die Suszeptorfolien können alleine oder in Verbindung mit einer zweiten, typischerweise einer Trägerfolie, verwendet werden. Bei diesem letzteren Aspekt bildet die Suszeptorfolie einen Teil eines Folienverbundstoffes, bei dem die Polymerfolie mit den darauf abgeschiedenen mikrowellenabsorbierenden Teilchen an eine gegen höhere Temperaturen beständige oder stärker strukturorientierte Träger-Polymerfolie gebunden ist. Die Trägerfolie kann zum Beispiel Polyimidfolien des zuvor erwähnten Typs sowie andere Hochtemperaturmaterialien umfassen. Die Suszeptorfolie wird mittels Hochtemperaturklebstoffen, zum Beispiel Avery 1184, das von Avery Products Corporation, San Marino, CA, hergestellt und vertrieben wird, an die Trägerfolie gebunden. In jedem Fall sorgt die Verstärkungs- oder Trägerschicht für eine stabile Hochtempera turverstärkung für die äußere Suszeptorfolie. Eine spezielle Ausführungsform dieses Verbundstoffs umfaßt eine Suszeptorfolie, die eine Polyesterfolie mit darauf abgeschiedenen mikrowellenabsorbierenden Teilchen ist, die mittels eines Hochtemperaturklebstoffes an eine mikrowellendurchlässige Polyimidfolie gebunden ist. Diese Ausführungsform wird mit Bezug auf die Figuren weiter diskutiert werden.Other high temperature films may also be used as the substrate for the microwave absorbing particles, including various thermoplastic polymers, synthetic resins and the like, including, for example, polyester films. These films too are readily available commercially from a number of suppliers, including the above-mentioned National Metalizing Company. The susceptor films may be used alone or in conjunction with a second, typically a carrier film. In this latter aspect, the susceptor film forms part of a film composite in which the polymer film having the microwave absorbing particles deposited thereon is bonded to a higher temperature resistant or more structurally oriented carrier polymer film. The carrier film may comprise, for example, polyimide films of the type mentioned above, as well as other high temperature materials. The susceptor film is bonded to the carrier film by means of high temperature adhesives, for example, Avery 1184, manufactured and sold by Avery Products Corporation, San Marino, CA. In any case, the reinforcement or carrier layer ensures a stable high temperature ture reinforcement for the outer susceptor film. A specific embodiment of this composite comprises a susceptor film which is a polyester film having microwave absorbing particles deposited thereon, bonded to a microwave transparent polyimide film by means of a high temperature adhesive. This embodiment will be discussed further with reference to the figures.
Eine weitere Ausführungsform, die den Suszeptor enthält, ist eine, in der die mikrowellenabsorbierenden Teilchen in einer thermoplastischen Hochtemperaturmatrix dispergiert sind. Geeignete thermoplastische Matrizen sind u. a. die oben genannten Polyester, Polyimide, Silicone und dergleichen. Beispiele für solche mit mikrowellenabsorbierenden Teilchen gefüllten Suszeptormaterialien sind u. a. ferritgefüllte Siliconharze und dergleichen. Im allgemeinen ist die Menge an in die Polymermatrix eingebautem teilchenförmigem mikrowellenabsorbierendem Material diejenige, die ausreichend ist, um ausreichend Wärme in einem angemessenen Zeitraum an das erste Material zu leiten. Vorzugsweise kann die in die Polymerharzmatrix einzubauende Materialmenge irgendwo zwischen 5 und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 10 und 40 Gew.-%, liegen, bezogen auf das gemeinsame Gewicht aus dem mikrowellenabsorbierenden Material und dem Polymermatrixharz. Obwohl niedrigere Konzentrationen eingebaut werden könnten, werden solche niedrigeren Konzentrationen zu einer schlechten Erwärmung oder zu einer für die kommerzielle Eignung zu langsamen Erwärmung führen. Gleichzeitig können höhere Konzentrationen an dem mikrowellenabsorbierenden Material eingesetzt werden, obwohl eine solch hohe Konzentration die physikalischen Eigenschaften des Polymermatrixharzes nachteilig beeinflussen kann und auch zu einer zu schnellen Erwärmungsgeschwindigkeit oder zum Erreichen von übermäßig hohen Temperaturen führen kann.Another embodiment containing the susceptor is one in which the microwave absorbing particles are dispersed in a high temperature thermoplastic matrix. Suitable thermoplastic matrices include the above-mentioned polyesters, polyimides, silicones, and the like. Examples of such susceptor materials filled with microwave absorbing particles include ferrite-filled silicone resins and the like. In general, the amount of particulate microwave absorbing material incorporated into the polymer matrix is that which is sufficient to conduct sufficient heat to the first material in a reasonable period of time. Preferably, the amount of material to be incorporated into the polymer resin matrix can be anywhere from 5 to 50 weight percent, preferably from 10 to 40 weight percent, based on the combined weight of the microwave absorbing material and the polymer matrix resin. Although lower concentrations could be incorporated, such lower concentrations will result in poor heating or heating too slow for commercial viability. At the same time, higher concentrations of the microwave absorbing material may be employed, although such a high concentration may adversely affect the physical properties of the polymer matrix resin and may also result in too rapid a heating rate or the attainment of excessively high temperatures.
Die mikrowellenabsorbierenden Materialien, die als Suszeptor verwendet oder darin eingebettet werden, sind ferromagnetische Materialien, die derart ausgewählt sind, daß sie ein Curie-Temperaturminimum besitzen, das wenigstens gleich der vorbestimmten Temperatur ist, bei der das erste Material entweder von seinem festen Zustand oder seinem hochviskosen Zustand in seinen flüssigen Zustand oder seinen nidrigviskosen Zustand überführt wird oder derart aktiviert wird, daß die Polymerisation oder Härtung des ersten Materials initiiert wird, und ein Curie-Temperaturmaximum, das niedriger ist als die Temperatur, bei der das erste Material sieden oder durch die vom zweiten Material erzeugte Wärme nachteilig beeinflußt werden wird, und das niedriger ist als die Entzündungstemperatur von irgendeinem der bei der Konstruktion der Vorrichtung verwendeten Materialien. In ihrer bevorzugten Ausführungsform sollen diese ferromagnetischen Materialien ein Curie- Temperaturmaximum von nicht mehr als 10ºC über den empfohlenen Temperaturen zur sicheren Verwendung bzw. sicheren Bestrahlung des Behälters besitzen. Solche ferromagnetischen Materialien sind insofern erwünscht, als sie, in Abhängigkeit von ihren Erwärmungseigenschaften, typischerweise ihre Curie-Temperatur nicht überschreiten werden. Solche ferromagnetischen Materialien sind u. a. vorzugsweise Ferrite, Spinelle, Spinellferrite. Besonders bevorzugte ferromagnetische Materialien sind diejenigen, die vorwiegend magnetische Erwärmungseigenschaften besitzen. Besonders bevorzugt sind diejenigen, die im wesentlichen keine elektrischen oder Widerstandserwärmungseigenschaften haben, ganz besonders bevorzugt diejenigen, die im wesentlichen frei von elektrischen oder Widerstandserwärmungseigenschaften sind. Bei den letzteren werden Sättigungsmagnetismus und Curietemperatur im wesentlichen gleichzeitig erreicht, so daß das Material mikrowellendurchlässig und die Erwärmung gestoppt wird. Bei der elektrischen oder Widerstandserwärmung existiert andererseits kein Abschaltepunkt, und somit kann, in Abhängigkeit vom Grad der elektrischen oder Widerstandserwär mungseigenschaft in dem gewählten ferromagnetischen Material, die Erwärmung fortschreiten, wenn auch mit einer viel langsameren Geschwindigkeit. Eine nichtquantifizierte Einschätzung des Grads an elektrischen oder Widerstandserwärmungseigenschaften solcher ferromagnetischer Materialien kann zum Teil aus der elektrischen Wechselwirkung oder Impedanz des ferromagnetischen Materials bei der zu verwendenden Mikrowellenenergiefrequenz gemacht werden. Im allgemeinen gilt: je geringer die elektrische Wechselwirkung, d. h. je höher die Impedanz, desto bevorzugter das Material.The microwave absorbing materials used as or embedded in the susceptor are ferromagnetic materials selected to have a Curie temperature minimum at least equal to the predetermined temperature at which the first material will either be converted from its solid state or its high viscosity state to its liquid state or its low viscosity state or will be activated to initiate polymerization or curing of the first material, and a Curie temperature maximum lower than the temperature at which the first material will boil or be adversely affected by heat generated by the second material and lower than the ignition temperature of any of the materials used in the construction of the device. In their preferred embodiment, these ferromagnetic materials should have a Curie temperature maximum of no more than 10°C above the recommended temperatures for safe use or safe irradiation of the container. Such ferromagnetic materials are desirable in that, depending on their heating properties, they will typically not exceed their Curie temperature. Such ferromagnetic materials preferably include ferrites, spinels, spinel ferrites, among others. Particularly preferred ferromagnetic materials are those which have predominantly magnetic heating properties. Particularly preferred are those which have substantially no electrical or resistive heating properties, most preferably those which are substantially free of electrical or resistive heating properties. In the latter, saturation magnetism and Curie temperature are reached substantially simultaneously so that the material is microwave transparent and heating is stopped. In electrical or resistive heating, on the other hand, no cut-off point exists and thus, depending on the degree of electrical or resistive heating, property in the chosen ferromagnetic material, heating will proceed, albeit at a much slower rate. A non-quantified estimate of the degree of electrical or resistive heating properties of such ferromagnetic materials can be made in part from the electrical interaction or impedance of the ferromagnetic material at the frequency of microwave energy to be used. In general, the lower the electrical interaction, ie, the higher the impedance, the more preferable the material.
Die Verwendung von solchen ferromagnetischen Materialien ist besonders wünschenswert bei Anwendungen, wo die zur Konstruktion der Abgabevorrichtung verwendeten Materialien, insbesondere in dem Behälter und dem Isoliermantel, wie nachstehend diskutiert, Entzündungspunkte besitzen, die nicht wesentlich oder nicht deutlich höher liegen als die Curie-Temperatur. Es ist auch erwünscht, solche ferromagnetischen Materialien zu verwenden, wenn das erste Material durch höhere Temperaturen negativ beeinflußt wird oder bei solchen höheren Temperatur siedet. Wenn ein Heißschmelzmaterial als das erste Material verwendet werden soll, ist es lediglich erwünscht, das Heißschmelzmaterial auf eine Temperatur zu erwärmen, bei der der flüssige Zustand oder der niedrigviskose Zustand erreicht wird. Gleichzeitig ist, wenn ein wärmeempfindliches Material das erste Material ist, es ebenso erwünscht, zu vermeiden, das erste Material auf eine Temperatur zu erwärmen, die wesentlich über der Reaktionstemperatur liegt.The use of such ferromagnetic materials is particularly desirable in applications where the materials used to construct the dispenser, particularly in the container and insulating jacket as discussed below, have ignition points that are not significantly or not significantly higher than the Curie temperature. It is also desirable to use such ferromagnetic materials when the first material is adversely affected by higher temperatures or boils at such higher temperatures. If a hot melt material is to be used as the first material, it is merely desirable to heat the hot melt material to a temperature at which the liquid state or low viscosity state is achieved. At the same time, when a heat sensitive material is the first material, it is also desirable to avoid heating the first material to a temperature that is significantly above the reaction temperature.
Natürlich wird erkannt, daß andere Materialien zu dem Suszeptor zugegeben werden können, einschließlich zum Beispiel Blockierungsmittel, wie z. B. Calciumsalze, Zinksalze, Zinkoxide usw., die eine erwiesene Wirksamkeit bei der Steuerung der von dem Suszeptormaterial selbst erzeugten Wärme haben.Of course, it is recognized that other materials may be added to the susceptor, including, for example, blocking agents such as calcium salts, zinc salts, zinc oxides, etc., which have proven effectiveness in controlling the heat generated by the susceptor material itself.
Das erste Material befindet sich innerhalb eines Behälters, der das zweite Material umfassen kann, oder in dem sich auch das zweite Material befinden kann. Im allgemeinen liefert der Behälter die strukturelle Definition und Integrität für die Abgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung. Der Behälter selbst kann ein oder mehrere Materialschichten umfassen, in Abhängigkeit von der erwünschten Konstruktion und den abzugebenden Materialien. Zusätzlich wird erwogen, daß die Innenfläche des Behälters mit dem zweiten Material überzogen ist, daß das zweite Material eine Zwischenschicht umfaßt, die sich sandwichartig zwischen zwei Nichtsuszeptorschichten befindet, wobei der Behälter alle diese umfaßt, oder daß er gänzlich aus dem zweiten Material besteht.The first material is located within a container which may include the second material or may also have the second material therein. Generally, the container provides structural definition and integrity for the dispensing device of the present invention. The container itself may include one or more layers of material, depending on the desired construction and materials to be dispensed. Additionally, it is contemplated that the interior surface of the container may be coated with the second material, that the second material may include an intermediate layer sandwiched between two non-susceptor layers, the container may include all of these, or that it may be made entirely of the second material.
Materialien, die sich zur Verwendung bei der Herstellung des Behälters eignen, hängen von der speziellen Konstruktion und Ausführungsform ab, welche die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung einnehmen soll. Wenn zum Beispiel die Innenfläche des Behälters mit dem zweiten Material überzogen ist, oder der Behälter das zweite Material enthält, dann umfaßt der Behälter wenigstens ein hochtemperaturbeständiges Material unmittelbar neben dem zweiten Material oder, wenn das zweite Material in dem ersten Material enthalten ist, auf der Innenfläche des Behälters selbst. Solche hochtemperaturbeständigen Materialien müssen mikrowellendurchlässig sein, damit die Mikrowellenenergie das zweite Material erreichen kann. Wenn der Behälter mehrere Schichten umfaßt, einschließlich einer Zwischenschicht, die aus dem zweiten Material besteht, dann muß die Außenschicht unmittelbar neben dem zweiten Material ein mikrowellendurchlässiges hochtemperaturbeständiges Material sein und ist vorzugsweise nicht wärmeübertragend. Gleichzeitig muß die Innenschicht; d. h. die Schicht zwischen dem zweiten Material und dem ersten Material, ein hochtemperaturbeständiges wärmeleitendes Material sein, damit die Übertragung von Wärme von dem zweiten Material auf das erste Material möglich ist, und ist vorzugsweise mikrowellendurchlässig, so daß die Bewegung der Mikrowellen durch die Abgabevorrichtung nicht behindert wird. Schließlich muß, wenn der Behälter das zweite Material umfaßt, der Behälter aus einem hochtemperaturbeständigen mikrowellendurchlässigen wärmeübertragenden Material hergestellt sein.Materials suitable for use in making the container depend on the particular design and embodiment which the device of the present invention is to take. For example, if the inner surface of the container is coated with the second material, or the container contains the second material, then the container comprises at least one high temperature resistant material immediately adjacent to the second material or, if the second material is contained in the first material, on the inner surface of the container itself. Such high temperature resistant materials must be microwave transparent to allow microwave energy to reach the second material. If the container comprises multiple layers, including an intermediate layer consisting of the second material, then the outer layer immediately adjacent to the second material must be a microwave transparent high temperature resistant material and is preferably non-heat transferring. At the same time, the inner layer; that is, the layer between the second material and the first material, must be a high temperature resistant heat-conducting material to allow the transfer of heat from the second material to the first material, and is preferably microwave-permeable so that the movement of microwaves through the delivery device is not impeded. Finally, if the container comprises the second material, the container must be made of a high temperature resistant microwave-permeable heat transfer material.
Beispiele für Materialien, die zur Herstellung des Behälters verwendet werden können, sind u. a. Polyimide, Hochtemperaturpolyester, modifizierte Polyphenylenoxidharze, Silicone und andere thermoplastische Polymere mit den erwünschten obengenannten Eigenschaften. Die Auswahl eines speziellen Materials zur Verwendung bei der Herstellung des Behälters wird zum Teil von der Temperatur abhängen, die benötigt wird, um die Umwandlung und/oder Härtung des ersten Materials zu bewirken, sowie von den wahrscheinlichen Temperaturen, die von dem zweiten Material während des Zeitraums, in dem die Vorrichtung den Mikrowellenenergien ausgesetzt wird oder ausgesetzt sein wird, erreicht werden. Deshalb kann zum Beispiel, wenn das erste Material ein bei niedriger Temperatur schmelzender Heißschmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von etwa 100ºC ist und die Konstruktion oder Konfiguration des Behälters derart ist, daß erwartet wird, daß die maximale zu empfehlende Erwärmungszeit drei Minuten nicht übersteigt, so daß die von dem zweiten Material zu erreichende Temperatur wahrscheinlich nicht über 150ºC ansteigt, ein geeignetes Hochtemperaturmaterial zur Verwendung bei der Herstellung des Behälters eines sein, das einen Schmelzpunkt von 180ºC hat. Gleichzeitig wird, sollte ein Hochtemperatur-Heißschmelzmaterial (eines mit einer Schmelztemperatur von 250ºC) verwendet werden, ein entsprechend höhere Temperaturen erreichendes zweites Material in Verbindungen mit einem gegen noch höhere Temperaturen beständigen Polymer für den Behälter verwendet werden. Zusammenfassend ist die Auswahl des Materials abhängig von der Nähe des zweiten Materials zu dem Behälter und von den maximalen Temperaturen, die dieses zweite Materials wahrscheinlich erreichen wird, wenn es länger als die empfohlene Zeit erwärmt wird. Diese letztere Bedingung ist für diejenigen Fälle gedacht, bei denen der Verbraucher die Vorrichtung vermutlich länger als die in den Anweisungen angegebene Zeit in einem Mikrowellenherd läßt, und wird eine Überhitzung, wie sie durch heiße Stellen in dem Mikrowellenherd vorkommen kann, selbst wenn die empfohlene Erwärmungsdauer eingehalten wird, kompensieren.Examples of materials that may be used to make the container include polyimides, high temperature polyesters, modified polyphenylene oxide resins, silicones, and other thermoplastic polymers having the desired properties noted above. The selection of a particular material for use in making the container will depend in part on the temperature required to effect conversion and/or curing of the first material, as well as the likely temperatures reached by the second material during the period that the device is or will be exposed to the microwave energies. Therefore, for example, if the first material is a low temperature hot melt adhesive having a melting point of about 100°C and the design or configuration of the container is such that the maximum recommended heating time is not expected to exceed three minutes, so that the temperature to be reached by the second material is not likely to rise above 150°C, a suitable high temperature material for use in making the container may be one having a melting point of 180°C. At the same time, if a high temperature hot melt material (one having a melting temperature of 250°C) is to be used, a second material reaching correspondingly higher temperatures in combination with a polymer resistant to even higher temperatures will be used for the container. In summary, the choice of material will depend on the proximity of the second material to the container and on the maximum temperatures that this second material is likely to reach. if it is heated for longer than the recommended time. This latter condition is intended for those cases where the consumer is likely to leave the appliance in a microwave oven for longer than the time specified in the instructions and will compensate for overheating which may occur due to hot spots in the microwave oven even if the recommended heating time is observed.
Schließlich hat der Auslaß, durch, den das erste Material abgegeben werden soll, vorzugsweise die Form einer Düse. In Abhängigkeit von der speziellen Form des Spenders als ganzes, können jedoch auch andere Auslaßformen geeignet sein. Vorzugsweise befindet sich das zweite Material auch in der Düse oder dem Auslaß. In diesem Fall kann die Düse, die mit dem Behälter eine Einheit bilden oder eine dem Behälter beigefügte unabhängige Komponente sein kann, ein Polymermaterial umfassen, in dem das Suszeptormaterial dispergiert ist. Alternativ kann die Düse mit dem Suszeptormaterial oder mit einem Foliensuszeptor überzogen sein. Der Zweck des Einbaus des Suszeptors in die Düse ist es, einen Wärmeverlust in dem ersten Material zu verhindern, wenn es durch die Düse abgegeben wird. Andernfalls kann ein solcher Wärmeverlust zur Verfestigung und Verstopfung des Auslasses führen.Finally, the outlet through which the first material is to be dispensed is preferably in the form of a nozzle. However, depending on the specific shape of the dispenser as a whole, other outlet shapes may be suitable. Preferably, the second material is also located in the nozzle or outlet. In this case, the nozzle, which may be integral with the container or an independent component attached to the container, may comprise a polymeric material in which the susceptor material is dispersed. Alternatively, the nozzle may be coated with the susceptor material or with a film susceptor. The purpose of incorporating the susceptor in the nozzle is to prevent heat loss in the first material as it is dispensed through the nozzle. Otherwise, such heat loss may result in solidification and clogging of the outlet.
Zum Gebrauch wird die oben beschriebene Abgabevorrichtung in den Mikrowellenherd gegeben oder eine bei vorgegebener Frequenz der Mikrowellenenergie ausreichend lange vorbestimmte Zeit einer Mikrowellenenergiequelle ausgesetzt, um die Umwandlung des ersten Materials von einem festen Zustand oder einem hochviskosen Zustand in einen flüssigen Zustand oder einen niedrigviskosen Zustand zu bewirken, oder die reaktiven Bestandteile, welche das erste Material umfaßt, zu aktivieren, damit dessen Polymerisation oder Härtung initiiert wird. Diese Abgabevorrichtung eignet sich zur Verwendung in herkömmlichen Haushalts-Mikrowellenherden mit einer Wattleistung von 400 Watt bis 800 Watt und höher und einer Frequenz von etwa 2,5 GHz. Natürlich könnte der Spender auch in kommerziellen oder Industrie-Mikrowellenherden, die typischerweise eine Wattleistung von mehr als 900 Watt und eine Frequenz von etwa 10 KHz bis 100 GHz haben, mit dem gleichen Ergebnis, jedoch in kürzerer Zeit, verwendet werden. Wenn die Abgabevorrichtung eine ausreichend lange Zeit erwärmt worden ist, wird der Spender aus dem Herd genommen und daraus die Materialien an den erwünschten Anwendungsort abgegeben. Die Abgabe wird üblicherweise bewirkt, indem der Behälter zusammengedrückt oder -gepreßt wird, so daß das erste Material durch den Auslaß gedrückt wird. Demgemäß ist es im allgemeinen bevorzugt, zur Verwendung bei der Konstruktion der Vorrichtung Materialien mit niedrigem oder mittlerem Modul, d. h. leicht kompressible Materialien, zu wählen. Gleichfalls sind, obwohl es nicht speziell erforderlich ist, solche Materialien insofern elastisch, als der Behälter, sobald der Druck von der Behälteroberfläche weggenommen wird, wieder seine ursprüngliche oder im wesentlichen seine ursprüngliche Konfiguration und Form einnimmt. Eine solche elastische Eigenschaft wird es ermöglichen, daß das erste Material in dem Düsenteil in den Hauptkörper des Behälters zurückgesaugt wird.In use, the dispenser described above is placed in the microwave oven or exposed to a microwave energy source for a predetermined time sufficient at a given frequency of microwave energy to cause the conversion of the first material from a solid state or a high viscosity state to a liquid state or a low viscosity state, or to activate the reactive components comprising the first material to initiate its polymerization or curing. This dispenser is suitable for use in conventional household microwave ovens with a wattage from 400 watts to 800 watts and higher and a frequency of about 2.5 GHz. Of course, the dispenser could also be used in commercial or industrial microwave ovens, which typically have a wattage of more than 900 watts and a frequency of about 10 KHz to 100 GHz, with the same result but in a shorter time. When the dispensing device has been heated for a sufficiently long time, the dispenser is removed from the oven and the materials dispensed therefrom to the desired application site. Dispensing is usually effected by squeezing or compressing the container so that the first material is forced through the outlet. Accordingly, it is generally preferred to select low or medium modulus, i.e. readily compressible materials for use in the construction of the device. Likewise, although not specifically required, such materials are resilient in that once pressure is removed from the container surface, the container returns to its original or substantially its original configuration and shape. Such an elastic property will enable the first material in the nozzle part to be sucked back into the main body of the container.
In ihrer bevorzugtesten Ausführungsform umfaßt die Abgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung auch einen Isoliermantel, der, wie oben beschrieben, die Abgabevorrichtung im wesentlichen umschließt. Dieser Isoliermantel ist mikrowellendurchlässig und umfaßt wenigstens eine Schicht aus einem Isoliermaterial. Besonders bevorzugt sind Isoliermäntel, die zwei oder mehrere Schichten umfassen, wobei wenigstens eine davon ein Isoliermaterial ist. In einer Ausführungsform kann der Isoliermantel eine oder mehrere Schichten mit Isoliereigenschaften und eine Außenschicht ohne Isoliereigenschaften umfassen. Demgemäß kann die Außenschicht aus irgendeinem geeigneten Polymermaterial, Papier oder Pappe und dergleichen bestehen, auf dem das erwünschte Etikett, die erwünsch te Packungsfarbe und dergleichen befestigt oder aufgedruckt werden kann. Geeignete Isolierschichten umfassen zum Beispiel ein geschäumtes oder expandiertes Polymermaterial, wie z. B. Polyethylenschaum, Polypropylenschaum, modifizierter Polyphenylenoxidschaum, Polystyrolschaum usw. Andere geeignete Isoliermaterialien sind u. a. zum Beispiel Glasfaser, eine Glasfasermatte, spritzgegossener, mit Glasfaser gefüllter Hochtemperatur-Kunststoff, schwach wärmeleitende Silicone und dergleichen. Wenn der wärmeisolierende Mantel mehrere Schichten umfaßt, ist es beabsichtigt und bevorzugt, daß der Mantel wenigstens eine isolierende Zwischenschicht enthält, die aus einem Material, wie z. B. einer Nonwoven-Glasfaser, einer Glasfasermatte oder einem geschäumten Polymer, geformt ist. Im allgemeinen ist es bevorzugt, daß die Isolierschicht aus flexiblen, biegsamen Materialien hergestellt wird, die in der Lage sind, in der Zeit, in der die Abgabevorrichtung in dem Mikrowellenherd erwärmt werden soll, hohen Temperaturen, zum Beispiel etwa 260ºC (500ºF), zu widerstehen.In its most preferred embodiment, the dispensing device of the present invention also comprises an insulating jacket which, as described above, substantially encloses the dispensing device. This insulating jacket is microwave transparent and comprises at least one layer of an insulating material. Particularly preferred are insulating jackets which comprise two or more layers, at least one of which is an insulating material. In one embodiment, the insulating jacket may comprise one or more layers with insulating properties and an outer layer without insulating properties. Accordingly, the outer layer may be made of any suitable polymeric material, paper or cardboard and the like on which the desired label, the desired te packaging color and the like. Suitable insulating layers include, for example, a foamed or expanded polymeric material such as polyethylene foam, polypropylene foam, modified polyphenylene oxide foam, polystyrene foam, etc. Other suitable insulating materials include, for example, fiberglass, a fiberglass mat, injection molded high temperature fiberglass-filled plastic, low thermal conductivity silicones, and the like. When the thermally insulating jacket comprises multiple layers, it is contemplated and preferred that the jacket include at least one intermediate insulating layer formed from a material such as a nonwoven fiberglass, a fiberglass mat, or a foamed polymer. In general, it is preferred that the insulating layer be made from flexible, pliable materials capable of withstanding high temperatures, for example, about 260°C (500°F), during the time that the dispenser is to be heated in the microwave oven.
Die Verwendung des Isoliermantels erfüllt einen doppelten Zweck und Nutzen. Erstens ergibt der Isoliermantel eine sich kühl anfühlende Oberfläche, so daß der Verbraucher die Abgabevorrichtung leicht aus dem Mikrowellenherd mit der Hand entnehmen kann, ohne daß er befürchten muß, sich dabei die Hand zu verbrennen. Zusätzlich dient der Isoliermantel dazu, die von dem zweiten Material erzeugte Wärme in dem Behälter und somit in dem ersten Material zu speichern, da der Isoliermantel im wesentlichen nicht wärmeleitend ist. Demzufolge sorgt die Verwendung solcher Isolierhüllen für viel längere Anwendungszeiten im Anschluß an die Entfernung der Abgabevorrichtung von der Mikrowellenenergiequelle. In einer Ausführungsform ist es bevorzugt, daß der Isoliermantel die gesamte Abgabevorrichtung mit Ausnahme der obersten Spitze des Auslasses oder der Abgabedüse umgibt. Dies wird auch dazu dienen, Wärme auch in dem Düsenteil zu speichern.The use of the insulating jacket serves a dual purpose and benefit. First, the insulating jacket provides a cool-to-the-touch surface so that the consumer can easily remove the dispenser from the microwave oven by hand without fear of burning their hand. Additionally, the insulating jacket serves to store heat generated by the second material in the container and thus in the first material since the insulating jacket is substantially non-heat-conductive. Consequently, the use of such insulating jackets provides for much longer periods of use following removal of the dispenser from the microwave energy source. In one embodiment, it is preferred that the insulating jacket surround the entire dispenser except for the very top of the outlet or dispensing nozzle. This will also serve to store heat in the nozzle portion as well.
In einer Ausführungsform dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Isoliermantel an den Außenschichten des Behälters für den Spender haften oder diese umfassen. Ist dies der Fall, dann wird die gesamte Abgabevorrichtung weggeworfen, wenn das erste Material vollständig abgegeben worden ist. In einer anderen (und bevorzugten) Ausführungsform umfaßt der Isoliermantel eine Hülle, in die die Abgabevorrichtung, wie oben beschrieben, zur Verwendung gesteckt wird, und aus der sie entfernt und weggeworfen wird, nachdem der erste Material vollständig abgegeben worden ist. Diese Ausführungsform ermöglicht die Wiederverwendung der Hülle, wodurch die Kosten und die Verschwendung von Rohmaterialien minimiert werden.In one embodiment of this aspect of the present invention, the insulating jacket may adhere to or comprise the outer layers of the container for the dispenser. If so, then the entire dispenser is discarded when the first material has been fully dispensed. In another (and preferred) embodiment, the insulating jacket comprises a sleeve into which the dispenser is inserted for use as described above and from which it is removed and discarded after the first material has been fully dispensed. This embodiment allows the sleeve to be reused, thereby minimizing cost and waste of raw materials.
Unabhängig davon, welche Ausführungsform verwendet wird, ist es unumgänglich, daß der Isoliermantel mikrowellendurchlässig und aus ausreichend flexiblen und biegsamen Materialien konstruiert ist, damit die Abgabe des ersten Materials im Anschluß an die Bestrahlung der Abgabevorrichtung mit Mikrowellenenergie nicht gestört wird.Regardless of which embodiment is used, it is essential that the insulating jacket is microwave-permeable and constructed of sufficiently flexible and pliable materials so that the delivery of the first material is not disturbed following irradiation of the delivery device with microwave energy.
Als Hilfe zum vollen Verständnis des Umfangs und der Natur der vorliegenden Erfindung werden die Anmelder jetzt verschiedene spezielle Ausführungsformen der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschreiben.To aid in fully understanding the scope and nature of the present invention, Applicants will now describe several specific embodiments of the apparatus of the present invention with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Abgabeeinheit 10 gemäß einer Ausführungsform der Praxis der vorliegenden Erfindung. Die Abgabeeinheit 10 umfaßt einen Spender 12 und eine Abdeckung 14 dafür. Die Abdeckung 14 dient sowohl als ein sich kühl anfühlendes Abgabe-Hilfsmittel als auch als Ständer für den Spender und umfaßt ein Paar Seitenelemente 30 und 32 und dazwischen ein Zentralelement 34. Die Seitenelemente 30 und 32 und das Zentralelement 34 sind integral geformt und besitzen jeweils zwischen den Seitenelementen und dem Zentralelement eine integral geformte Gelenkstruktur 36. Vorzugsweise umfaßt die Abdeckung 14 eine Öffnung 38, die sich durch das Zentralelement 34, durch jede Gelenkstruktur 36 und durch jeweils den oberen Teil der Seitenelemente 30 und 32 erstreckt. Die Öffnung 38 ist derart dimensioniert, daß die Düse 24 des Spenders 12 durch diese hindurch paßt.Fig. 1 illustrates a perspective view of a dispensing unit 10 according to an embodiment of the practice of the present invention. The dispensing unit 10 includes a dispenser 12 and a cover 14 therefor. The cover 14 serves as both a cool-to-the-touch dispensing tool and a stand for the dispenser and includes a pair of side members 30 and 32 and a central member 34 therebetween. The side members 30 and 32 and the central member 34 are integrally molded and each have between the side members and the central member is an integrally formed hinge structure 36. Preferably, the cover 14 includes an opening 38 extending through the central member 34, through each hinge structure 36, and through the upper portion of each of the side members 30 and 32. The opening 38 is sized to allow the nozzle 24 of the dispenser 12 to pass therethrough.
Die Abdeckung 14 ist vorzugsweise aus einem relativ starren, wärmeisolierenden Verbundmaterial geformt. Ein Beispiel für ein geeignetes Material für eine Abdeckung ist ein Verbundstoff, der durch Laminieren von 1,59 bis 2,38 mm (1/16 bis 3/32 Inch) Polypropylenschaum und/oder Polyethylenschaum auf ein gebleichtes 0,25 bis 0,51 mm (0,01 bis 0,02 Inch) dickes Hartholz-Kraftpapier gebildet wird. Im allgemeinen wird es durch die Abdeckung möglich, daß der Spender in aufrechter Stellung gehalten wird, wenn die Abdeckung auf einer Oberfläche in der Position eines umgedrehten "V" steht. Die Gelenkstruktur 36 ermöglicht, daß die Seitenelemente 30 und 32 entgegenwirkenden Kräften ausgesetzt werden und daß, wenn sie gedrückt werden, der Spender 12 zusammengedrückt wird, wodurch das erste Material, das sich in dem Spender befindet, durch Auslaß 24 abgegeben wird.The cover 14 is preferably formed of a relatively rigid, heat insulating composite material. An example of a suitable material for a cover is a composite formed by laminating 1.59 to 2.38 mm (1/16 to 3/32 inch) polypropylene foam and/or polyethylene foam to a bleached 0.25 to 0.51 mm (0.01 to 0.02 inch) thick hardwood kraft paper. In general, the cover enables the dispenser to be held in an upright position when the cover is placed on a surface in an inverted "V" position. The hinge structure 36 allows the side members 30 and 32 to be subjected to opposing forces and, when squeezed, compresses the dispenser 12, thereby dispensing the first material contained within the dispenser through outlet 24.
Die Fig. 2 und 3 stellen Querschnittsansichten von zwei alternativen Ausführungsformen des Spenders dar, wobei das erste Material 18, welches das abzugebende Material ist, in dem Behälter 22 enthalten ist, dessen Innenfläche mit einer Schicht aus dem zweiten Material 20 überzogen ist. Das zweite Material 20 umfaßt einen Suszeptorfilm, zum Beispiel einen Hochtemperatur-Polyimidfilm, mit darauf abgeschiedenen Metallteilchen. Im allgemeinen ist es bevorzugt, einen Luftraum 25 oberhalb des ersten Materials 18 aufrechtzuerhalten, damit sich das erste Material beim Erwärmen ausdehnen kann. Dies ist besonders wichtig für den Fall, bei dem die Abgabeeinheit zu lange Mikrowellenenergie ausgesetzt wird und das erste Material zu sieden beginnt.Figures 2 and 3 illustrate cross-sectional views of two alternative embodiments of the dispenser, wherein the first material 18, which is the material to be dispensed, is contained in the container 22, the inner surface of which is coated with a layer of the second material 20. The second material 20 comprises a susceptor film, for example a high temperature polyimide film, with metal particles deposited thereon. In general, it is preferred to maintain an air space 25 above the first material 18 to allow the first material to expand when heated. This is particularly important in the event that the dispensing unit is exposed to microwave energy for too long and the first material begins to boil.
Fig. 3 veranschaulicht eine ähnliche Ausführungsform, bei welcher der Behälter 22 aus einem Mehrschicht-Verbundstoff geformt ist, der eine Außenschicht 23, eine dazwischenliegende Schicht 20 aus zweitem Material und eine Innenschicht 40 umfaßt. Bei diesem Beispiel befindet sich das zweite Material oder der Suszeptorfilm sandwichartig zwischen der mikrowellendurchlässigen Außenschicht 23 und einer wärmeleitenden und vorzugsweise mikrowellendurchlässigen Innenschicht 40. Wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, kann das zweite Material einen Polyimidfilm mit darauf abgeschiedenen Metallteilchen umfassen. Die Außenschicht 23 und die Innenschicht 40 können aus dem gleichen Material bestehen, zum Beispiel aus Hochtemperatur-Thermoplasten, wie z. B. Polyimiden, Polyestern, Siliconen und dergleichen. Mehrschichtkonfigurationen sind besonders erwünscht, wenn das erste Material 18 ein Nahrungsmittelprodukt ist, das aus gesundheitlichen Gründen nicht in Kontakt mit dem in der Suszeptorschicht 20 oder der Außenschicht 23 enthaltenen Material kommen darf. Ähnlich kann auch die Verwendung der Innenschicht 40 wichtig sein, wenn das erste Material 18 ein reaktives Material ist, das durch die in der Suszeptorschicht 20 oder der Außenschicht 23 enthaltenen Bestandteile nachteilig beeinflußt wird.Figure 3 illustrates a similar embodiment in which the container 22 is formed from a multilayer composite comprising an outer layer 23, an intermediate layer 20 of second material and an inner layer 40. In this example, the second material or susceptor film is sandwiched between the microwave-transparent outer layer 23 and a thermally conductive and preferably microwave-transparent inner layer 40. As in the embodiment shown in Figure 2, the second material may comprise a polyimide film with metal particles deposited thereon. The outer layer 23 and the inner layer 40 may be made of the same material, for example, high temperature thermoplastics such as polyimides, polyesters, silicones and the like. Multilayer configurations are particularly desirable when the first material 18 is a food product that, for health reasons, cannot come into contact with the material contained in the susceptor layer 20 or the outer layer 23. Similarly, the use of the inner layer 40 may be important when the first material 18 is a reactive material that is adversely affected by the components contained in the susceptor layer 20 or the outer layer 23.
Fig. 4 veranschaulicht einen Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten Spenders 12, aufgenommen entlang der Linie A-A. Wiederum zeigt diese Ausführungsform den Behälter 22, der sowohl die Suszeptorschicht 20 als auch das erste Material 18 umschließt.Figure 4 illustrates a cross-section of the dispenser 12 shown in Figure 2, taken along line A-A. Again, this embodiment shows the container 22 enclosing both the susceptor layer 20 and the first material 18.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform einer Abgabeeinheit 50, die gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Abgabeeinheit 50 umfaßt einen Spender 52 und einen Isoliermantel 54 dafür. Der Spender 52 umfaßt ein erstes Material 58, das abgegeben werden soll, ein zweites Material 60 in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem ersten Material 58 und einen Auslaß 61, durch den das erste Material 58 abgegeben werden kann. Das zweite Material 60 umfaßt einen Suszeptor, der hergerichtet ist, um über eine vorbestimmte Temperatur hinaus erwärmt zu werden, wenn er wenigstens eine vorbestimmte Zeit lang Mikrowellen ausgesetzt wird. Der Suszeptor umfaßt mikrowellenabsorbierende Teilchen, die auf einer dünnen (48 Gauge) mikrowellendurchlässigen Polymerfolie, z. B. Polyesterfolie, abgeschieden sind. In einer Ausführungsform wird der Suszeptor 60 durch Verwendung eines Hochtemperaturklebstoffes (z. B. Avery 1184) an eine zweite mikrowellendurchlässige Innenfolie 62, zum Beispiel eine Polyimidfolie, gebunden. Diese Innenfolie 62 ergibt eine stabile Hochtemperaturverstärkung für die äußere Suszeptorfolie 60. Die Verbundfolie, die den Suszeptor 60 und die mikrowellendurchlässige Innenfolie 62 umfaßt, wird dann spiralförmig um das erste Material 58 herum gewickelt, um einen Behälter zu bilden, zum Beispiel eine Tube, wobei sich der Suszeptor 60 auf der Außenfläche der Tube befindet. Bei dieser Ausführungsform ist es im allgemeinen bevorzugt, daß der obere Rand der Verbundfolie mit dem unteren Rand der folgenden Windung der Verbundfolie überlappt und daran haftet. Dieser Aspekt ist besonders gut in Fig. 7 gezeigt.Figures 5 and 6 illustrate another embodiment of a dispensing unit 50 constructed in accordance with the practice of the present invention. The dispensing unit 50 includes a dispenser 52 and an insulating jacket 54 therefor. The dispenser 52 includes a first material 58 to be dispensed, a second material 60 in heat transfer relationship with the first material 58, and an outlet 61 through which the first material 58 can be dispensed. The second material 60 comprises a susceptor adapted to be heated above a predetermined temperature when exposed to microwaves for at least a predetermined time. The susceptor comprises microwave absorbing particles deposited on a thin (48 gauge) microwave transparent polymer film, e.g., polyester film. In one embodiment, the susceptor 60 is bonded to a second microwave transparent inner film 62, e.g., a polyimide film, using a high temperature adhesive (e.g., Avery 1184). This inner film 62 provides a stable high temperature reinforcement for the outer susceptor film 60. The composite film comprising the susceptor 60 and the microwave transparent inner film 62 is then spirally wrapped around the first material 58 to form a container, such as a tube, with the susceptor 60 on the outer surface of the tube. In this embodiment, it is generally preferred that the upper edge of the composite film overlap and adhere to the lower edge of the following turn of the composite film. This aspect is particularly well shown in Figure 7.
In einer alternativen Ausführungsform dieser Ausführungsform kann die innere mikrowellendurchlässige Folie 62 zuerst spiralförmig um das erste Material 58 herum gewickelt werden, und anschließend kann der Suszeptor 60 um die ganze Länge der inneren mikrowellendurchlässigen Folie herum der Breite nach gewickelt oder gefaltet werden, um einen Behälter zu formen. In diesem Fall überlappt der Suszeptor an den Rändern nicht, und die Bildung von "heißen Stellen" entlang des Spenders wird vermieden. Ferner können die Suszeptorteilchen direkt auf der Außenfläche der äußeren mikrowellendurchlässigen Folie 62 abgeschieden werden, und diese einzelne Folie kann dann spiralförmig um das erste Material 58 herum zu einer Tube gewickelt werden, um einen Behälter zu formen. In jedem Fall wird, wenn eine Verbundfolie aufgebaut wird, ein Hochtemperaturklebstoff aufgetragen, um die Suszeptorfolie 60 an die innere mikrowellendurchlässige Folie 62 zu binden. Ferner wird, wenn es zu einer Überlappung der Verbundstruktur beim Bau des Behälters kommt, dieser Hochtemperaturklebstoff auch zwischen solchen überlappenden Rändern aufgetragen, um die Folien durch Kleben fest miteinander zu verbinden.In an alternative embodiment of this embodiment, the inner microwave transparent film 62 may first be spirally wrapped around the first material 58, and then the susceptor 60 may be widthwise wrapped or folded around the entire length of the inner microwave transparent film to form a container. In this case, the susceptor does not overlap at the edges and the formation of "hot spots" along the dispenser is avoided. Furthermore, the susceptor particles may be deposited directly on the outer surface of the outer microwave transparent film 62, and this single Foil may then be spirally wrapped around the first material 58 into a tube to form a container. In any event, when a composite foil is constructed, a high temperature adhesive is applied to bond the susceptor foil 60 to the inner microwave transparent foil 62. Furthermore, if there is any overlap of the composite structure in building the container, this high temperature adhesive is also applied between such overlapping edges to firmly bond the foils together.
Wie es in den Fig. 5 bis 7 gezeigt ist, wird der so geformte Spender 52 dann von einem Isoliermantel 54 umschlossen, welcher ein oder mehrere Schichten aus wärmeisolierendem Material enthält und der es dem Anwender erlaubt, die Abgabeeinheit 50 zu greifen und sie aus dem Mikrowellenherd zu entnehmen. In der speziellen veranschaulichten Ausführungsform umfaßt der Isoliermantel 54 zum Beispiel eine äußere Isolierhülle 70, eine dazwischenliegende Isolierschicht 72 und eine innere Isolierschicht 74. Die äußere Isolierhülle 70 kann Riefen und Rillen (nicht gezeigt) enthalten, um die Wärmeabführung und den Zugriff für einen Anwender zu erleichtern, und ist vorzugsweise aus einem flexiblen, wärmeisolierenden Material gebildet, wie z. B. aus einem Polyethylen-, Polypropylen-, Polyimid- oder Polystryolschaum. Natürlich können auch andere Materialien mit flexiblen, elastischen, isolierenden Fähigkeiten verwendet werden. Die innere Isolierschicht 74 und die dazwischenliegende Isolierschicht 72 können ebenfalls aus flexiblen, elastischen, wärmeisolierenden Materialien gebildet sein. Zum Beispiel kann das innere Isoliermaterial 74 in Form eines Rohrs aus Glasfasermatte, Glasfaser, mit Glasfaser gefülltem spritzgegossenem Hochtemperatur-Thermoplast oder geformtem Silicon geformt sein. Ähnlich kann die dazwischenliegende Isolierung 72 aus Material geformt sein, wie z. B. Nonwoven-Glasfaser und anderen isolierenden Materialien. Darüber hinaus kann/können, wie oben erwähnt, irgend eine oder irgendwelche der Schichten des Isoliermantels aus einem nichtisolierenden Material bestehen, solange wenigstens eine Schicht ein Isoliermaterial umfaßt.As shown in Figures 5-7, the thus formed dispenser 52 is then enclosed in an insulating jacket 54 which includes one or more layers of thermally insulating material and which allows the user to grasp the dispensing unit 50 and remove it from the microwave oven. For example, in the particular embodiment illustrated, the insulating jacket 54 comprises an outer insulating jacket 70, an intermediate insulating layer 72, and an inner insulating layer 74. The outer insulating jacket 70 may include grooves and ridges (not shown) to facilitate heat dissipation and access by a user, and is preferably formed from a flexible, thermally insulating material, such as a polyethylene, polypropylene, polyimide, or polystyrene foam. Of course, other materials having flexible, resilient, insulating capabilities may be used. The inner insulating layer 74 and the intermediate insulating layer 72 may also be formed from flexible, resilient, thermally insulating materials. For example, the inner insulating material 74 may be formed in the form of a tube made of fiberglass mat, fiberglass, fiberglass-filled injection molded high temperature thermoplastic, or molded silicone. Similarly, the intermediate insulation 72 may be formed of material such as nonwoven fiberglass and other insulating materials. In addition, as mentioned above, any one or any of the layers of the insulating jacket may consist of a non-insulating material, as long as at least one layer comprises an insulating material.
Schließlich umfaßt in der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausführungsform die Abgabeeinheit 50 auch eine Düse 52 mit einem Auslaß 61, durch den das erste Material 58 abgegeben werden kann, sowie einen Ständer 76, der die Abgabeeinheit 50 in aufrechter Position hält (die Düse zeigt nach oben), während der Spender in einem Mikrowellenherd erwärmt oder nicht benutzt wird. Der Ständer 76 kann getrennt aus anderen wärmebeständigen Materialen, zum Beispiel aus Polypropylen, geformt sein. Alternativ kann der Ständer 76 abnehmbar mit dem Isoliermäntel 54 verbunden sein, wie z. B. durch ein Gelenk oder eine Gewindeverbindung (nicht gezeigt), damit Ersatz-Spender 52 zur Wiederverwendung in den Boden des Isoliermantels 54 eingesteckt werden können.Finally, in the embodiment shown in Figures 5-7, the dispensing unit 50 also includes a nozzle 52 having an outlet 61 through which the first material 58 can be dispensed, and a stand 76 that holds the dispensing unit 50 in an upright position (the nozzle pointing upward) while the dispenser is being heated in a microwave oven or not in use. The stand 76 may be separately molded from other heat-resistant materials, such as polypropylene. Alternatively, the stand 76 may be removably connected to the insulating jacket 54, such as by a hinge or threaded connection (not shown), to allow replacement dispensers 52 to be inserted into the bottom of the insulating jacket 54 for reuse.
Wiederum wird es beim Heißschmelzklebstoff als wichtig angesehen, die Düse 61 unverschlossen zu halten, so daß der Heißschmelzkleber leicht auf einen Gegenstand aufgetragen werden kann, nachdem der Klebstoff erwärmt worden ist, und um einen Druckaufbau innerhalb des Spenders 52 zu vermeiden. Durch Halten des Spenders 52 in aufrechter Position wird vermieden, daß Heißschmelzkleber während des Erwärmens aus dem Spender tropft. Die äußere Isolierschicht 70 kann jedoch auch etwas höher als die dazwischenliegende Isolierschicht 72 ausgebildet sein, so daß etwaiger aus der Düse 61 heraustropfender Heißschmelzkleber in der dazwischenliegenden Isolierschicht aufgefangen wird und ein Heruntertropfen an der Außenfläche der Abdeckung vermieden wird.Again, with hot melt adhesive, it is considered important to keep nozzle 61 unoccluded so that hot melt adhesive can be easily applied to an object after the adhesive has been heated and to avoid pressure buildup within dispenser 52. Keeping dispenser 52 in an upright position prevents hot melt adhesive from dripping out of the dispenser during heating. However, outer insulating layer 70 may be made slightly higher than intermediate insulating layer 72 so that any hot melt adhesive dripping out of nozzle 61 is caught in the intermediate insulating layer and prevented from dripping down onto the outer surface of the cover.
Eine weitere Ausführungsform der gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung hergestellten Abgabeeinheit 50 ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Hier umfaßt die Abgabeeinheit 50 einen Isolierman tel 54, in dem die Abgabeeinheit 52 enthalten ist. Wie oben beschrieben, kann der Isoliermantel 54 eine Mehrzahl von Isolierschichten 70 und 72 umfassen. Der Spender 52 umfaßt einen Behälter 63, in dem das erste Material 58 enthalten ist, und am Ende einen Stopfen 81. In einer Ausführungsform kann die Innenfläche des Behälters 63 mit einem Suszeptormaterial 65 überzogen sein. Alternativ und vorzugsweise umfaßt der Behälter 63 ein Hochtemperatur- Thermoplastharz, in dem das zweite Material dispergiert ist. In diesem Falle kann, falls erwünscht, eine Zwischenschicht 65, die eine wärmeleitende Hochtemperatur-Polymerfolie 65 umfaßt, als chemische Barriere zwischen dem Behälter 63 und dem ersten Material 58 dienen. Alternativ kann keine solche Zwischenschicht verwendet werden.Another embodiment of the dispensing unit 50 made according to the practice of the present invention is shown in Figs. 8 and 9. Here, the dispensing unit 50 comprises an insulating man tel 54 in which the dispensing unit 52 is contained. As described above, the insulating jacket 54 may comprise a plurality of insulating layers 70 and 72. The dispenser 52 comprises a container 63 in which the first material 58 is contained and a stopper 81 at the end. In one embodiment, the inner surface of the container 63 may be coated with a susceptor material 65. Alternatively and preferably, the container 63 comprises a high temperature thermoplastic resin in which the second material is dispersed. In this case, if desired, an intermediate layer 65 comprising a high temperature thermally conductive polymer film 65 may serve as a chemical barrier between the container 63 and the first material 58. Alternatively, no such intermediate layer may be used.
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt der Abgabeeinheit 50 von Fig. 8 entlang der Linie 16-16. Wiederum veranschaulicht diese Zeichnung das erste Material 58, das in dem Behälter 63 enthalten ist, der seinerseits von einer inneren Isolierschicht 72 und einer äußeren Isolierschicht 70 umfaßt wird. Wenn die Abgabeeinheit in einem Mikrowellenherd eine ausreichend lange Zeit erwärmt worden ist, um die Umwandlung oder Aktivierung des ersten Materials 58 zu bewirken, übt man lediglich Druck auf die Abgabeeinheit aus, um die Abgabe des ersten Materials 58 durch den Auslaß 61 zu erzwingen.Fig. 9 shows a cross-section of the dispensing unit 50 of Fig. 8 along line 16-16. Again, this drawing illustrates the first material 58 contained within the container 63, which in turn is surrounded by an inner insulating layer 72 and an outer insulating layer 70. Once the dispensing unit has been heated in a microwave oven for a sufficient time to cause the conversion or activation of the first material 58, one merely applies pressure to the dispensing unit to force the dispensing of the first material 58 through the outlet 61.
Der Behälter 63 für den Spender 52, der gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ist vorzugsweise ein elastischer, flexibler thermoplastischer oder Silicon-Kautschuk. Wenn der Behälter 63 auch den Suszeptor für den Heißschmelzspender 52 umfaßt, sind die mikrowellenabsorbierenden Teilchen innerhalb der Polymermatrix, aus der der Behälter 63 besteht, dispergiert. Beispiele für Materialien, die sich für diesen Zweck eignen, sind u. a. ferritgefülltes Silicon.The container 63 for the dispenser 52 made in accordance with this embodiment of the present invention is preferably a resilient, flexible thermoplastic or silicone rubber. When the container 63 also includes the susceptor for the hot melt dispenser 52, the microwave absorbing particles are dispersed within the polymer matrix of which the container 63 is made. Examples of materials suitable for this purpose include ferrite-filled silicone.
Eine wirksamere und schneller wirkende Ausführungsform der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Abgabeeinheit 50 ist die des in Fig. 10 gezeigten Typs. Speziell zeigt Fig. 10 einen Querschnitt einer Abgabeeinheit 50, ähnlich der in Fig. 8 gezeigten, außer daß sie zwei Rippen 64 umfaßt, die sich von der Innenfläche des Behälters 63 erstrecken und entlang der Innenseite des Behälters in paralleler Richtung zur Längsachse des Behälters verlaufen. Wie bei der vorherigen Ausführungsform kann auf der Oberfläche der Rippen 64 sowie auf der Innenfläche des Behälters 63 ein Suszeptormaterial 65 abgeschieden sein. Alternativ können der Behälter 63 und die Rippen 64 aus einem zweiten Material bestehen, das eine Polymermatrix umfaßt, in der die mikrowellenabsorbierenden Teilchen dispergiert sind. Auch hier wird die Abgabe des ersten Materials 58 aus dem Spender 52 durch Auslaß 61 durch Anwenden von Druck auf die Außenfläche der isolierenden Abdeckung 54, im wesentlichen wie durch die Pfeile in Fig. 10 gezeigt, bewirkt. Die Verwendung von radial gegenüberliegenden Rippen in der Konstruktion dieser Ausführungsform des Spenders 52 ermöglicht die maximale Abgabe des ersten Materials 58.A more efficient and faster acting embodiment of the dispensing unit 50 shown in Figures 8 and 9 is of the type shown in Figure 10. Specifically, Figure 10 shows a cross-section of a dispensing unit 50 similar to that shown in Figure 8 except that it includes two ribs 64 extending from the inner surface of the container 63 and running along the inside of the container in a direction parallel to the longitudinal axis of the container. As with the previous embodiment, a susceptor material 65 may be deposited on the surface of the ribs 64 as well as on the inner surface of the container 63. Alternatively, the container 63 and ribs 64 may be made of a second material comprising a polymer matrix in which the microwave absorbing particles are dispersed. Again, dispensing of the first material 58 from the dispenser 52 through outlet 61 is effected by applying pressure to the outer surface of the insulating cover 54 substantially as shown by the arrows in Fig. 10. The use of radially opposed ribs in the construction of this embodiment of the dispenser 52 enables maximum dispensing of the first material 58.
Die verbesserte Effizienz bei der Erwärmung des ersten Materials 58, die durch Verwendung der Rippen 64 entsteht, wird aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen deutlich. Speziell zeigt Tabelle 1 Aufheizgeschwindigkeiten für einen Spender, der unter Verwendung der Standard-Tubenkonfiguration der Fig. 8 und 9 und der gerippten Tubenkonfiguration von Fig. 10 mit zwei verschiedenen Arten von Ferritsuszeptoren hergestellt wird. Jeder Spender wurde durch Spritzgießen aus einem Siliconkautschuk in Spritzgießqualität, der von Ronsil Rubber erhältlich ist, in dem 40 Gew.-% des identifizierten Ferritmaterials eingebaut sind, hergestellt. Die Silicontube wurde mit einem Standard-EVA-Heißschmelzklebstoff versehen und an ihrem Ende wärmegefalzt, um ein Entweichen des Heißschmelzklebers beim Erwärmen zu verhindern. Die Spender wurden dann Mikrowellenergie ausgesetzt und die Innentemperatur des Heißschmelzklebers im Verlaufe der Zeit durch Verwendung einer Sonde aufgezeichnet. TABELLE 1 The improved efficiency in heating the first material 58 resulting from the use of the fins 64 is evident from the results shown in Table 1. Specifically, Table 1 shows heating rates for a dispenser made using the standard tube configuration of Figures 8 and 9 and the finned tube configuration of Figure 10 with two different types of ferrite susceptors. Each dispenser was injection molded from an injection molding grade silicone rubber available from Ronsil Rubber incorporating 40% by weight of the identified ferrite material. The silicone tube was coated with a standard EVA hot melt adhesive and heat-seamed at its end to prevent escape of the hot melt adhesive during heating. The dispensers were then exposed to microwave energy and the internal temperature of the hot melt adhesive was recorded over time using a probe. TABLE 1
¹ P.T. FCX 3242 von Powder Technology, Valparaiso, CA, ein Mn/Zn-modifizierter Ferrit mit einer magnetischen Sättigung von 5000 Gauss und einer Curie-Temperatur von 240ºC.¹ P.T. FCX 3242 from Powder Technology, Valparaiso, CA, a Mn/Zn modified ferrite with a magnetic saturation of 5000 Gauss and a Curie temperature of 240ºC.
² Fair-Rite 77 von Fair-Rite Products, Wall Kill, NY, ein Mn/Zn-modifizierter Ferrit mit einer magnetischen Sättigung von 4600 Gauss und einer Curie-Temperatur von 200ºC.² Fair-Rite 77 from Fair-Rite Products, Wall Kill, NY, a Mn/Zn modified ferrite with a magnetic saturation of 4600 Gauss and a Curie temperature of 200ºC.
+ Maximale Klebstofftemperatur.+ Maximum adhesive temperature.
Eine letzte weitere Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Speziell zeigt diese Ausführungsform eine Abgabeeinheit 50, bei der das zweite Material oder der Suszeptor einen Heizstab 80 umfaßt, der von dem ersten Material 58 umschlossen oder darin eingebettet ist. Der Heizstab 80 kann ein Substrat umfassen, das mit dem zweiten Material überzogen ist, oder der Heizstab 80 kann aus dem zweiten Material bestehen, wobei in diesem Fall der Heizstab aus einem Polymermaterial hergestellt ist, in dem ein Suszeptormaterial dispergiert ist. Fig. 12 zeigt einen Querschnitt der Abgabeeinheit 50 von Fig. 11 entlang der Linie 18-18. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Behälter 63 aus einem thermoplastischen Material oder einem Siliconkautschuk spritzgegossen sein, in dem zusätzliche Mengen des zweiten Materials dispergiert sein können oder nicht. Ferner umfaßt diese Ausführungsform auch, daß die Innenfläche des Behälters 63 mit einer Schicht aus dem zweiten Material überzogen sein kann. Im allgemeinen ist das Vorliegen des zweiten Materials jedoch nur in dem Heizstab 80 notwendig. Wenn die Abgabeeinheit 50 in dieser Konfiguration vorliegt, findet das Erwärmen des ersten Materials 58 von innen nach außen statt. Diese Art der Erwärmung verringert weiter die Temperatur, welche die Außenseite des Behälters 63 erreicht. In dieser Hinsicht ist es möglich, daß der Behälter 63 aus einem mikrowellendurchlässigen, wärmeisolierenden Material besteht. Eine solche Ausführungsform kann die Verwendung der Isolierhülle 54 unnötig machen.A final further embodiment of the apparatus of the present invention is shown in Figures 11 and 12. Specifically, this embodiment shows a dispensing unit 50 in which the second material or susceptor comprises a heating rod 80 surrounded by or embedded in the first material 58. The heating rod 80 may comprise a substrate coated with the second material, or the heating rod 80 may be made of the second material, in which case the heating rod is made of a polymeric material in which a susceptor material is dispersed. Figure 12 shows a cross-section of the dispensing unit 50 of Figure 11 along line 18-18. According to this embodiment, the container 63 may be made of a thermoplastic material or a silicone rubber in which additional amounts of the second material may or may not be dispersed. Furthermore, this embodiment also contemplates that the inner surface of the container 63 may be coated with a layer of the second material. Generally, however, the presence of the second material is only necessary in the heating rod 80. When the dispensing unit 50 is in this configuration, the heating of the first material 58 takes place from the inside out. This type of heating further reduces the temperature that reaches the outside of the container 63. In this regard, it is possible for the container 63 to be made of a microwave-transparent, heat-insulating material. Such an embodiment may make the use of the insulating sleeve 54 unnecessary.
Wie bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, enthält die Abgabeeinheit 50 ferner einen Ständer 76, der abnehmbar mit dem Isoliermantel 54 verbunden sein kann.As with the embodiment shown in Fig. 8, the dispensing unit 50 further includes a stand 76 that can be removably connected to the insulating jacket 54.
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