JP2003074880A - 加熱器具用熱反射板 - Google Patents

加熱器具用熱反射板

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JP2003074880A
JP2003074880A JP2001260659A JP2001260659A JP2003074880A JP 2003074880 A JP2003074880 A JP 2003074880A JP 2001260659 A JP2001260659 A JP 2001260659A JP 2001260659 A JP2001260659 A JP 2001260659A JP 2003074880 A JP2003074880 A JP 2003074880A
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JP
Japan
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heat
coating film
resin
fluororesin
resistant
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JP2001260659A
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Tetsuo Sakai
哲男 坂井
Yuji Hatano
勇治 波田野
Tatsutoshi Takahana
達利 高花
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱反射率が高く、耐熱性,非粘着耐久性に優
れた加熱器具用熱反射板を提供する。 【解決手段】 この加熱器具用熱反射板は、下地金属板
表面に耐熱樹脂層/フッ素樹脂層の二層構造をもつクリ
ア塗膜を形成している。クリア塗膜は、ポリエーテルス
ルホン樹脂,ポリフェニルスルフィド樹脂,ポリアミド
イミド樹脂の少なくとも1種以上の耐熱性樹脂と乳化重
合法で製造した平均粒径0.05〜1μmのパーフルオ
ロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共
重合体を主成分とするフッ素樹脂との塗料から形成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱反射によって食材を
加熱するオーブン,レンジ等の加熱調理器具を始め、加
熱器具用熱の内壁材として好適な反射板に関する。
【0002】
【従来の技術】ストーブ,ガスレンジ,オーブン等の加
熱器具は、使用温度が200℃を超える高温にもなるこ
とから耐熱温度200℃以上の塗装金属板を内壁材とし
て使用し、機械加工だけで製造することにより製造コス
トの低減や生産性の向上を図っている。この種の用途に
使用される塗装金属板の一つに、ポリエーテルサルフォ
ン樹脂及びフッ素樹脂を含む塗膜を金属板表面に形成し
た耐熱塗装金属板が知られている。この耐熱塗装金属板
は、ポリエーテルサルフォン樹脂で塗膜に耐熱性を付与
すると共に、フッ素樹脂で塗膜を非粘着にしている。非
粘着性を呈する塗膜であるため、飛散又は蒸発する被加
熱物が塗膜表面に付着することが抑制され、長期間にわ
たって美麗な表面状態に維持される。
【0003】具体的には、無機顔料を添加したポリエー
テルサルフォン樹脂とフッ素樹脂とを含む膜厚10〜2
0μmの塗膜をステンレス鋼板表面に直接形成した塗装
鋼板、ポリエーテルサルフォン樹脂を主成分とし防錆顔
料を添加した膜厚3〜20μmの下塗り塗膜を介してポ
リエーテルサルフォン樹脂及びフッ素樹脂を含む膜厚5
〜40μmの着色顔料添加上塗り塗膜を溶融アルミニウ
ムめっき鋼板の表面に形成した塗装鋼板、防錆顔料や着
色顔料を添加したポリエーテルサルフォン樹脂を主成分
とする膜厚3〜20μmの下塗り塗膜を介してポリエー
テルサルフォン樹脂及びフッ素樹脂を含む膜厚0.1〜
20μmのクリア上塗り塗膜を溶融アルミニウムめっき
鋼板の表面に形成した塗装鋼板等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱源が電熱
ヒータから放射される波長0.5〜20μmの熱線(熱
エネルギー)である電子レンジ,オーブントースタ等の
加熱調理器具の内壁材に従来の耐熱塗装金属板を使用す
ると、内壁材の表面に熱線が吸収され食材への反射率が
低下する。その結果、調理に時間を要するばかりでな
く、熱線の吸収により内壁温度が上昇し、内壁を介して
熱が外部に放出され、熱損失が大きくなる。
【0005】他方、本出願人は、乳化重合法で製造した
フッ素樹脂をポリエーテルスルホン樹脂,ポリフェニル
スルフィド樹脂,ポリアミドイミド樹脂等の耐熱樹脂に
配合した塗料を用いてクリア塗膜を鋼板表面に形成する
とき、優れた耐熱性及び非粘着性がプレコート鋼板に付
与されることを特開2000−218731号公報で紹
介した。このプレコート鋼板は、パン,ケーキの焼き
型,フライパン等の食品調理用器具,電子レンジ内板,
電子制御ジャーの内釜,ガステーブル用天板等の用途を
前提とし、意匠性を改善する着色耐熱塗膜を介してクリ
ア塗膜を形成している。そのため、下塗り塗膜として設
けられている着色塗膜による熱線の吸収が大きく、その
ままでは加熱器具用熱反射板に使用できない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、特開20
00−218731号公報で紹介したクリア塗膜の物性
を研究していく過程で高い熱線透過率を示す塗膜である
ことを見出した。本発明は、当該知見をベースに完成さ
れたものであり、下塗りとして設けられている着色耐熱
塗膜を省略することによって熱線反射率が高く、耐熱
性,非粘着性にも優れた加熱器具用熱反射板を提供する
ことを目的とする。
【0007】本発明の加熱器具用熱反射板は、その目的
を達成するため、ポリエーテルスルホン樹脂,ポリフェ
ニルスルフィド樹脂,ポリアミドイミド樹脂の少なくと
も1種以上の耐熱性樹脂と乳化重合法で製造した平均粒
径0.05〜1μmのパーフルオロアルキルビニルエー
テル−テトラフルオロエチレン共重合体を主成分とする
フッ素樹脂との混合物からなるクリア塗膜が下地金属板
の表面に直接形成されていることを特徴とする。クリア
塗膜の膜厚は、好ましくは0.5〜3.0μmの範囲に
調整される。
【0008】
【作用】特開2000−218731号公報で紹介した
クリア塗膜は、フッ素樹脂が塗膜表面に、耐熱樹脂が下
地金属板側に移行した二層構造をもっている。表層側の
フッ素樹脂によって非粘着性が発現し、下層の耐熱樹脂
によって耐熱性が発現する。しかし、熱吸収の大きな着
色塗膜を下塗り塗膜としているため、そのままでは加熱
器具用熱反射板に要求される高熱反射特性を満足しな
い。
【0009】これに対し、本発明では、下地金属板の表
面で熱線を反射させることを前提にし、着色下塗り塗膜
を省略し、下地金属板の表面にクリア塗膜を直接形成し
ている。クリア塗膜は、入射熱線を反射させる顔料を含
まないことから熱線透過率が高く、入射熱線の大半を下
地金属板表面から食材に向けて反射させる。その結果、
食材の加熱に消費される熱量が多くなり、調理時間の短
縮が図られる。また、クリア塗膜及び下地金属板で吸収
・減衰される熱線が少なくなるため、加熱器具の器壁が
昇温や器壁を介した熱放散が抑えられ、熱効率も向上す
る。
【0010】
【実施の形態】本発明に従った加熱器具用熱反射板は、
下地金属板の表面に耐熱樹脂層及びフッ素樹脂層が積層
した二層構造のクリア塗膜をもっている。下地金属板と
しては、普通鋼板,ステンレス鋼板,溶融アルミニウム
めっき鋼板,溶融アルミニウム合金めっき鋼板,アルミ
ニウム板,アルミニウム合金板等が使用される。なかで
も、Al−(5〜11質量%)Siや55%Al−Zn
合金めっき鋼板は、素材の耐熱性も優れていることから
調理器具内壁材としても好適な材料である。下地金属板
は、塗装に先立ってクロメート処理,リン酸塩処理,ク
ロムフリー処理等による化成処理皮膜を形成して塗膜密
着性を改善することができる。また、必要に応じてC
r,Ni,Cu等のめっきにより熱線反射率を改善でき
る。熱線反射率は平滑な表面ほど高くなるので、下地金
属板の表面粗さをRa≦1.0μmにすることが好まし
い。
【0011】耐熱樹脂にフッ素樹脂を配合した塗料を下
地金属板に塗布し、焼付け硬化によって熱線透過率の高
い二層構造の耐熱塗膜を形成する。塗料の主成分である
耐熱樹脂としては、ポリエーテルスルホン樹脂,ポリフ
ェニルスルフィド樹脂,ポリアミドイミド樹脂から選ば
れた1種又は2種以上が使用される。優れた成形加工性
及び耐熱非粘着性を発現させる塗料組成としては、ポリ
エーテルスルホン樹脂とパーフルオロアルキルビニルエ
ーテル−テトラフルオロエチレン共重合体(PFA)を
主成分とするフッ素樹脂の組合せが好ましい。
【0012】フッ素樹脂には、乳化重合法で製造された
平均粒径0.05〜1μmの樹脂粒子が使用される。乳
化重合では、ミセルの中でのみ重合反応が生じるため、
ミセルの形態、換言すれば球形を維持したままでフッ素
樹脂粒子が成長する。その結果、球形の樹脂粒子が得ら
れる。乳化重合法で製造された平均粒径0.05〜1μ
mのフッ素樹脂粒子を耐熱性樹脂に配合するとき、非粘
着耐久性に優れた塗膜が形成される。優れた非粘着耐久
性は、耐熱非粘着塗膜の上層を形成するフッ素樹脂層が
最密充填形態を採り、フッ素樹脂の溶融流動が僅かに生
じるだけで緻密で健全な塗膜が形成される結果と推察さ
れる。
【0013】最密充填形態を採る塗膜を形成する上で
は、フッ素樹脂粒子の平均粒径を0.05〜1μmの範
囲に調整することが必要である。フッ素樹脂粒子の粒径
は、重合開始剤,界面活性剤濃度等の重合条件によって
調整される。平均粒径が0.05μm未満では、塗料化
の際にチクソトロピー性が高くなり過ぎ、ロールコート
法で鋼板表面への塗装が困難になる。逆に1μmを超え
る平均粒径では、最密充填形態での空隙が大きくなり過
ぎ、非粘着耐久性が低下する傾向がみられる。他方、懸
濁重合で調製したPFA樹脂粒子では、異形粒子である
ため最密充填形態を採れず、溶融流動しても緻密な塗膜
が形成されない。
【0014】塗料に占めるフッ素樹脂の割合が高くなる
と、非粘着耐久性が向上する。しかし、塗料中の溶解成
分である耐熱性樹脂量が減少するため、塗料のロールコ
ート適性が低下し、硬度低下に起因した塗膜疵も発生し
易くなる。非粘着耐久性,塗膜硬度等の塗膜特性と塗料
特性とをバランスさせるためには、耐熱性樹脂と乳化重
合フッ素樹脂との配合比を好ましくは40:60〜8
0:20(更に好ましくは50:50〜70:30)の
範囲に設定する。
【0015】耐熱非粘着塗膜は、乾燥塗膜厚さで2〜2
0μmとなるように鋼板表面に塗布される。使用される
塗料は、溶剤に溶解する耐熱性樹脂を含むためロールコ
ート法で塗布できるが、溶剤に溶解しないフッ素樹脂粒
子を含むためチクソトロピー性を呈する。したがって、
トップフィードフルリバース方式のロールコート法によ
る塗装が好ましい。塗布された塗料は、塗料に含まれて
いる耐熱性樹脂及びPFAの中で最も融点の高い樹脂の
融点を超える温度で焼き付けられる。
【0016】下地金属板表面に形成されたクリア塗膜
は、2コート2ベークと見間違うほどフッ素樹脂層/耐
熱樹脂層の二層構造をもち、非粘着性に有効なフッ素樹
脂層が均一に形成されている。しかも、熱線透過性が高
く、入射熱線の大半が樹脂塗膜に吸収されることなく下
地金属板の表面まで達し、下地金属板表面で反射され
る。そのため、加熱器具用熱反射板に使用したとき、食
材の加熱に熱線が効率よく消費され調理時間の短縮が図
られると共に、加熱器具の昇温や器壁を介した熱放出が
少なくなるので熱エネルギーの利用効率も向上する。
【0017】
【実施例】塗装原板として、表面粗さが異なる板厚0.
5mmのステンレス鋼板,溶融55質量%Al−Zn合
金めっき鋼板を使用した。塗装原板に塗布型クロメート
処理を施し、クロム付着量30mg/m2のクロメート
皮膜を形成した後、耐熱塗料をロールコータで塗布し、
到達最高板温410℃で90秒間加熱することにより焼
付け硬化させた。
【0018】耐熱塗料としては、表1に示すように種々
の割合でポリエーテルサルフォン樹脂及びフッ素樹脂を
配合した塗料を使用した。一部の耐熱塗装金属板につい
ては、フッ素樹脂を含まないポリエーテルサルフォン樹
脂塗料を用いて下塗り塗膜を形成した後、耐熱樹脂塗膜
を設けた。塗装鋼板が常温まで冷却された後、下地金属
板の表面に形成されている塗膜のポリエーテルサルフォ
ン層及びフッ素樹脂層の膜厚を赤外線膜厚計で測定し
た。測定結果を、表1に併せ示す。
【0019】
【0020】各塗装金属板から試験片を切り出し、次の
試験に供した。 (非粘着性試験)醤油,ソース,レモン汁,コーヒー等
の食品液5mlを塗膜表面に滴下し、260℃のオーブ
ン中で1時間加熱した後、常温まで冷却した。塗膜表面
に付着している異物を布で拭き取った後、流水で洗い流
した。洗浄後の塗膜表面を目視観察し、次の基準で塗膜
の耐汚染性及び耐変色性を評価した。 ◎:拭取りにより異物が容易に除去され、洗浄後に汚染
や変色が全く観察されなかったもの ○:拭取りは容易であるが洗浄後に明瞭な汚染や変色が
生じていたもの △:拭取りが多少困難で洗浄後に軽度な汚染や変色が検
出されたもの ×:拭取りが困難で洗浄後にも汚染や変色の痕跡が歴然
としていたもの
【0021】(熱線反射試験)波長が0.1〜30μm
の範囲にある熱線の測定が可能な放射率計(AERDS
&D社製)を用い、ASTM C1371に準拠して塗
装鋼板の放射率(ε)を測定し、キルヒホッフの法則に
従って熱線反射率=1−放射率(ε)−透過率(T)と
して熱線反射率を算出した。
【0022】(耐熱試験)雰囲気温度300℃の電気オ
ーブン中に試験片を100時間放置した後、電気オーブ
ンから取り出し、常温まで冷却した。塗膜面から下地金
属板1に達する碁盤目状の切込みを1mm間隔で冷却後
の試験片にカッターナイフで入れ、100個の碁盤目を
形成した。碁盤目部分に粘着テープを貼り付けて引き剥
がすテーピング試験を行い、次の基準で塗膜剥離状況を
評価することにより耐熱性を判定した。 ○:塗膜剥離が全く生じなかったもの △:5個未満の碁盤目に塗膜剥離が観察されたもの ×:5個以上の碁盤目に塗膜剥離が観察されたもの
【0023】表2の調査結果にみられるように、耐熱樹
脂塗膜及び着色顔料の平均粒径が本発明で規定した条件
を満足するものでは、熱反射性,非粘着性,耐熱性の何
れにも優れた特性を呈した。これに対し、耐熱樹脂塗膜
の膜厚、着色顔料の平均粒径が本発明で規定した条件を
外れると、熱反射性,非粘着性,耐熱性の何れか一つ又
は複数が劣っていた。また、ポリエーテルサルホン酸樹
脂とフッ素樹脂との配合量,着色顔料の配合量,下塗り
塗膜の有無についても、本発明で既定した条件を満足す
るものでは、熱反射性,非粘着性,耐熱性を損なうこと
なく何れも優れた特性を示した。
【0024】また、非粘着性及び反射率を耐熱樹脂塗膜
の膜厚で整理したところ、図1にみられるように膜厚の
増加に伴って非粘着性が向上しており、0.3μm以上
の膜厚で非粘着性の改善が顕著であった。他方、膜厚の
増加は反射率を低下させるが、膜厚を3.0μm以下に
する限り50%以上の反射率が確保された。この結果か
らも、非粘着性及び熱線反射率を両立させる上で、0.
3〜3.0μmの膜厚が必要なことが判る。
【0025】
【0026】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の加熱器
具用熱反射板は、耐熱樹脂層/フッ素樹脂層の二層構造
をもつクリア塗膜が金属板表面に形成されている。クリ
ア塗膜は、表層にフッ素樹脂層があるため優れた耐熱非
粘着性を呈すると共に、熱線透過率が高く入射熱線の大
半を吸収することなく下地金属板表面で反射させる。し
たがって、ストーブ,ガスレンジ,オーブン等の加熱器
具の外板として使用するとき、加熱器具の昇温や器壁を
解した熱放出等が抑制され、対象物の加熱に効率よく熱
エネルギーが消費される加熱器具となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 耐熱樹脂塗膜の膜厚が非粘着性及び熱線反射
率に及ぼす影響を示したグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 179/08 C09D 179/08 B 181/02 181/02 181/06 181/06 F24C 15/00 F24C 15/00 B (72)発明者 高花 達利 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社市川製造所内 Fターム(参考) 4J038 CD122 DF002 DJ051 DK001 DK011 LA02 MA02 MA08 MA10 MA14 NA13 NA14 PB02 PC02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエーテルスルホン樹脂,ポリフェニ
    ルスルフィド樹脂,ポリアミドイミド樹脂の少なくとも
    1種以上の耐熱性樹脂と乳化重合法で製造した平均粒径
    0.05〜1μmのパーフルオロアルキルビニルエーテ
    ル−テトラフルオロエチレン共重合体を主成分とするフ
    ッ素樹脂との混合物からなるクリア塗膜が下地金属板の
    表面に直接形成されていることを特徴とする加熱器具用
    熱反射板。
  2. 【請求項2】 クリア塗膜の膜厚が0.5〜3.0μm
    である請求項1記載の加熱器具用熱反射板。
JP2001260659A 2001-08-30 2001-08-30 加熱器具用熱反射板 Pending JP2003074880A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114231165A (zh) * 2021-12-27 2022-03-25 扬州市维纳复合材料科技有限公司 一种聚苯硫醚粉末涂料及其制备方法和应用

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