JP2010075495A - Cooking pan - Google Patents

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Takashi Nishida
西田  隆
Hideyuki Ohashi
大橋  秀行
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooking pan using copper which prevents the oxidization of copper and improves the durability. <P>SOLUTION: A coating 15 is processed on the outer surface of a copper 12 which constitutes the outer surface of the cooking pan 9, and a diamond-like carbon filmy layer 14 is provided on the surface of the coating 15 to restrain the oxidization of the copper caused by the heat for cooking. Also, the rub resistance of the coating is improved to provide the cooking pan with high durability. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般家庭及び業務用に使用される調理鍋に関するものである。   The present invention relates to a cooking pan used for general household and business use.

現在、広く世間一般に市販されている調理鍋は、アルミニウムやステンレス単体、あるいはこれら金属の合わせ材からなることが多いが、熱伝導性が良好であることから銅を基材とした調理鍋も盛んに使用されている。基材を銅とした場合、食品衛生法上、通常は内面に錫メッキが処理されており、外面は酸化防止剤を塗布するのみの場合もあるが、通常は酸化防止や外観性向上目的で、耐熱性の高いアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂または、セラミック系の透明コーティングが処理されていることが多い。   Currently, cooking pans that are widely available to the general public are often made of aluminum or stainless steel alone or a combination of these metals, but because of their good thermal conductivity, cooking pans based on copper are also popular. Is used. When copper is used as the base material, tin plating is usually applied to the inner surface under the Food Sanitation Law, and the outer surface may only be coated with an antioxidant. In many cases, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin or ceramic transparent coating having high heat resistance is treated.

また、電磁誘導加熱調理器に使用可能とした調理鍋の中には、外観品位の向上や電磁誘導加熱効率の向上を目的に、フェライト系ステンレス等の磁性金属の外面に銅メッキを施し、その上にクリアコーティング処理し、調理時の熱による銅の酸化を防止しているものもある(例えば、特許文献1参照)。   In addition, some cooking pans that can be used in electromagnetic induction heating cookers have copper plating on the outer surface of magnetic metal such as ferritic stainless steel for the purpose of improving the appearance quality and electromagnetic induction heating efficiency. Some of them have a clear coating treatment to prevent oxidation of copper due to heat during cooking (for example, see Patent Document 1).

典型的なものは、内面がフッ素樹脂コーティングで覆われ、その下層に熱伝導が良好なアルミニウムを配し、そして、その外面、つまり、鍋の最外面にはフェライト系ステンレス、鉄、パーマロイ等の磁性金属層を設け、この磁性金属層に銅メッキを処理した、電磁誘導加熱式の炊飯器用鍋等である。
特開2001−145558号公報
Typically, the inner surface is covered with a fluororesin coating, and the lower layer is made of aluminum with good thermal conductivity, and the outer surface, that is, the outermost surface of the pan is made of ferritic stainless steel, iron, permalloy, etc. An electromagnetic induction heating type rice cooker pan or the like in which a magnetic metal layer is provided and copper plating is processed on the magnetic metal layer.
JP 2001-145558 A

しかしながら、上記従来の銅を基材に用いる、あるいは基材金属上に銅メッキ等の手法により銅の層を調理鍋外面に用いた構成では、調理時の熱により銅が酸化によって変色しまい、また、たとえクリアコーティング等の塗装処理を銅表面にしていても、使用中の傷の発生などにより銅の酸化は完全には防止できず、調理を長期間繰り返すと銅と塗膜との間に酸化膜が成長し、また、塗装自体も熱劣化を受け、ついには塗装が剥離してしまう現象が生じることがある。   However, in the configuration in which the above conventional copper is used as a base material, or a copper layer is used on the outer surface of a cooking pan by a technique such as copper plating on a base metal, copper is discolored by oxidation due to heat during cooking, and Even if the coating treatment such as clear coating is applied to the copper surface, the oxidation of copper cannot be completely prevented due to the occurrence of scratches during use. A film may grow, and the coating itself may be subject to thermal degradation, and eventually the coating may peel off.

また、その他にも、銅表面に処理した塗装は実使用においては調理を行うという状況を考慮すると、洗浄時の摩耗環境や調味料などによる腐食環境に置かれるため、下地金属の腐食により塗装が剥離するという現象に到ることもある。   In addition, in consideration of the situation that the coating treated on the copper surface is cooked in actual use, it is placed in a corrosive environment due to wear and seasoning during cleaning, so the coating may be caused by corrosion of the base metal. Sometimes the phenomenon of peeling occurs.

したがって、本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、鍋を構成する銅の酸化と樹脂コーティングの熱劣化を抑制するとともに摩耗や腐食にも強い調理鍋を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a cooking pan that is resistant to wear and corrosion while suppressing oxidation of copper constituting the pan and thermal deterioration of the resin coating. It is the purpose.

上記課題を解決するために本発明は、銅あるいは銅と他種金属との合わせ材を調理鍋の基材とし、銅の表面に樹脂コーティングを処理し、さらに、その外面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)の薄膜層を設けたものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses copper or a combination of copper and other types of metals as a base material for a cooking pan, treats the surface of copper with a resin coating, and further forms diamond-like carbon (DLC) on the outer surface. ) Thin film layer.

以上のように、本発明の調理鍋は、外面を構成する銅の表面に樹脂コーティングを処理し、さらに、その上にダイヤモンドライクカーボンの薄膜層を設けたものであり、この構
成により銅そのものが有する美しい色調、光沢を損なわずに、ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層が酸素の透過を抑制し銅の酸化を抑制する作用とともに、耐摩耗性や耐食性の向上作用も加わり、耐久性が高く美しい外観を長期間に渡り維持することが可能となるものである。
As described above, the cooking pan of the present invention is obtained by treating the surface of copper constituting the outer surface with a resin coating, and further providing a diamond-like carbon thin film layer thereon. The diamond-like carbon thin film layer suppresses oxygen permeation and suppresses copper oxidation, and also improves wear resistance and corrosion resistance without sacrificing the beautiful color tone and gloss of the product. It can be maintained for a long time.

請求項1記載の発明によれば、調理鍋の外面を構成する銅の表面に樹脂コーティングを塗装した上にダイヤモンドライクカーボンの薄膜層を上層することにより、実使用において銅が酸化しにくくなり、銅の酸化による劣化を抑制するとともに、樹脂コーティングの熱劣化を抑制しつつ、耐摩耗性や耐食性の向上を図ることができる。   According to the invention described in claim 1, by coating a resin coating on the surface of copper constituting the outer surface of the cooking pan and overlying a thin film layer of diamond-like carbon, copper is hardly oxidized in actual use, While suppressing deterioration due to oxidation of copper and suppressing thermal deterioration of the resin coating, it is possible to improve wear resistance and corrosion resistance.

ダイヤモンドライクカーボンはダイヤモンドとグラファイトの中間的な特徴を有する炭素膜であり、その製法はプラズマCVD法またはPVD法が一般的に用いられ、樹脂コーティング表面に稠密な炭素膜コーティングを均一に施すことにより酸素を始めとするガス透過を減少させる作用があるので、結果として樹脂コーティングを透過して銅表面に到達してくる酸素量を減少させ、銅表面の酸化劣化や樹脂コーティングの熱劣化を抑制するものである。   Diamond-like carbon is a carbon film having an intermediate characteristic between diamond and graphite, and the plasma CVD method or PVD method is generally used as its production method, and a dense carbon film coating is uniformly applied to the resin coating surface. It has the effect of reducing the permeation of oxygen and other gases, and as a result, the amount of oxygen that permeates the resin coating and reaches the copper surface is reduced, suppressing the oxidative degradation of the copper surface and the thermal degradation of the resin coating. Is.

ダイヤモンドライクカーボンの一般的な特長はその他にも、硬質、潤滑性、耐摩耗性、化学的安定性、などがあり高温、水分、調味料、あるいは、摩耗などといった負荷に晒される調理鍋外面には好適なものである。   Other common features of diamond-like carbon are hardness, lubricity, wear resistance, chemical stability, etc., and it can be applied to the outer surface of a cooking pan that is exposed to high temperature, moisture, seasonings, or wear. Is preferred.

なお、銅は純銅の他、真鍮や丹銅などの合金系のものであっても何ら問題はない。   It should be noted that there is no problem even if the copper is not only pure copper but also an alloy such as brass or red copper.

また、基材にフェライト系ステンレス等の磁性金属あるいは磁性金属とアルミニウム等の熱良導性金属の合わせ材を用い、その外面に銅薄膜を設けた調理鍋とすると、この構成により電磁誘導可能でしかも高効率の発熱が得られる。   In addition, this structure can be used for electromagnetic induction when the base material is made of a magnetic metal such as ferritic stainless steel or a combination of a magnetic metal and a thermally conductive metal such as aluminum and a copper thin film is provided on the outer surface. In addition, highly efficient heat generation can be obtained.

基材金属外面の銅層は銅メッキ処理や蒸着などによって得られるものあり、比較的均一な銅の銅薄膜層を形成することができ、これにより、特に電磁誘導加熱時に安定した発熱が得られるほか、光沢剤を添加した銅メッキを処理すれば、表面光沢に優れた調理鍋となる。   The copper layer on the outer surface of the base metal is obtained by copper plating treatment or vapor deposition, and can form a relatively uniform copper thin film layer of copper, thereby obtaining stable heat generation particularly during electromagnetic induction heating. In addition, if the copper plating to which the brightener is added is processed, it becomes a cooking pan with excellent surface gloss.

なお、銅は真鍮や丹銅等の銅合金系のメッキであっても何ら問題はない。   Note that there is no problem even if copper is plated with a copper alloy such as brass or red copper.

一般的に、電磁誘導加熱を行なう場合、電磁誘導加熱用の調理鍋の発熱部には表皮電気抵抗値の高い金属材料を使用するのが普通である。例えば、代表的なフェライト系ステンレスの430ステンレスでは、25kHzの高周波電流を誘導コイルに流すと、表皮電気抵抗値が23.3*10−4Ω、鉄では9.4*10−4Ωと高く電磁誘導加熱に適していると言える。一方、銅は0.39*10−4と低く、通常は電磁誘導加熱には適さない材料である。そのため、通常、非磁性金属に磁界を作用させた場合、非磁性金属に反抗磁界が生じ反抗電流が流れて、磁界は非磁性金属を通過できず、電磁誘導加熱による発熱作用は期待できない。   In general, when performing electromagnetic induction heating, it is common to use a metal material having a high skin electric resistance value for the heating portion of a cooking pan for electromagnetic induction heating. For example, in the case of a typical ferritic stainless steel, 430 stainless steel, when a high frequency current of 25 kHz is passed through an induction coil, the skin electric resistance value is 23.3 * 10-4 Ω, and in iron, 9.4 * 10-4 Ω is high. It can be said that it is suitable for heating. On the other hand, copper is as low as 0.39 * 10-4 and is usually a material that is not suitable for electromagnetic induction heating. Therefore, normally, when a magnetic field is applied to a nonmagnetic metal, a repulsive magnetic field is generated in the nonmagnetic metal, a repulsive current flows, the magnetic field cannot pass through the nonmagnetic metal, and a heat generation effect due to electromagnetic induction heating cannot be expected.

しかしながら、これらの非磁性金属層も厚みを薄くしていくと、ついには表皮抵抗が上昇し、電磁誘導加熱可能となる。即ち、これは、非磁性金属層である銅も十分に薄いと、表皮抵抗が高くなるために反抗磁界が生じにくくなり、磁界が非磁性金属を通過しやすくなる。その通過した磁界により磁性金属にも渦電流が生じ、銅とステンレス等の磁性金属層の両方が共に発熱するものである。本発明はこの現象を利用したものであり、銅と磁性金属層の組み合わせによって、非磁性金属である銅が鍋外面にあっても、単なる磁性金属
層単層の場合に比べて、より効率よく発熱し、炊飯が可能となるものである。
However, as these non-magnetic metal layers are also made thinner, the skin resistance eventually increases and electromagnetic induction heating becomes possible. That is, if the copper, which is a nonmagnetic metal layer, is also sufficiently thin, the skin resistance becomes high, so that a repulsive magnetic field is hardly generated, and the magnetic field easily passes through the nonmagnetic metal. The eddy current is also generated in the magnetic metal by the magnetic field passed through, and both the copper and the magnetic metal layer such as stainless steel generate heat. The present invention utilizes this phenomenon, and by combining copper and a magnetic metal layer, even if copper that is a nonmagnetic metal is on the outer surface of the pan, it is more efficient than a simple magnetic metal layer single layer. It generates heat and can be cooked.

これは、磁性金属と銅の総発熱量を検証し、磁性金属単独で発熱させる場合よりも高い発熱量が得られる銅の厚さを詳細に検討した上で、最適な厚さの銅をメッキ等の手法により略均一に磁性金属層の外面に配し、従来よりも効率の良い発熱を得る事ができる、つまり、銅の厚さを詳細に検証し、磁性金属単体時よりも高い発熱を得るという効果を奏するものである。   This is because the total calorific value of magnetic metal and copper is verified, and after examining in detail the thickness of copper that can produce a higher calorific value than when magnetic metal alone is heated, copper of the optimal thickness is plated. It can be arranged on the outer surface of the magnetic metal layer almost uniformly by the above method, etc., and heat generation more efficient than before can be obtained.In other words, the copper thickness is verified in detail, and heat generation higher than that of magnetic metal alone is generated. It has the effect of obtaining.

こうして高い発熱を得た調理鍋では、特に電磁誘導で発熱する部位の銅の酸化が激しいため、銅層に樹脂コーティングを塗装し、さらに、その上にダイヤモンドライクカーボンの薄膜層を上層することによって銅の酸化を抑制可能であるとともに、樹脂コーティングの耐久性を向上することができる。   In cooking pans with high heat generation in this way, the oxidation of copper is particularly severe in areas where heat is generated by electromagnetic induction, so a resin coating is applied to the copper layer, and a diamond-like carbon thin film layer is further formed thereon. Copper oxidation can be suppressed and the durability of the resin coating can be improved.

請求項2記載の発明によれば調理鍋の外面を構成する銅の表面に樹脂コーティングが塗装され、その上に設けられるダイヤモンドライクカーボンの薄膜層は銅の色調、光沢を隠蔽しない厚さとしたものであるが、この厚さ範囲は概ね5〜30nmであり、5nm未満では銅の色調がほぼ完全に保存されるが、酸化防止効果はさほど期待できない。一方、30nmを越えると銅の酸化防止効果が高い反面、銅を隠蔽してしまい、上層されるダイヤモンドライクカーボン層特有の黒色となり銅独特の赤銅色を失い外観を損ねる他、電磁誘導加熱を行う調理鍋では加熱性能や電気特性に悪影響を及ぼしかねない。   According to the second aspect of the present invention, a resin coating is applied to the surface of copper constituting the outer surface of the cooking pan, and the diamond-like carbon thin film layer provided thereon has a thickness that does not conceal the color and gloss of copper. However, this thickness range is approximately 5 to 30 nm, and if it is less than 5 nm, the color tone of copper is almost completely preserved, but the antioxidant effect cannot be expected so much. On the other hand, when the thickness exceeds 30 nm, the oxidation prevention effect of copper is high, but copper is concealed and becomes a black color peculiar to the diamond-like carbon layer that is overlaid, and the copper-colored color peculiar to copper is lost and the appearance is impaired, and electromagnetic induction heating is performed. Cooking pots can adversely affect heating performance and electrical properties.

また、ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層は調理鍋外面全体に略均一に処理してもよいが、調理時に加熱が強い底面部分のみに処理してもよいし、加熱が比較的弱い部位には加熱部位よりも薄めに処理することも可能である。   The thin film layer of diamond-like carbon may be processed almost uniformly on the entire outer surface of the cooking pan, but it may be processed only on the bottom portion where heating is strong during cooking, It is also possible to process it thinner.

なお、銅は純銅の他、真鍮や丹銅などの合金系のものであっても何ら問題はない。   It should be noted that there is no problem even if the copper is not only pure copper but also an alloy such as brass or red copper.

請求項3記載の発明によれば、銅の外面に設けられる樹脂コーティングはクリアコーティングであることを特徴とした請求項1〜2記載の調理鍋であり、樹脂コーティングを無色透明のクリアコーティングとすれば、銅独特の色調を保ったままにすることができ、ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層が酸素の透過を抑制することにより銅の酸化を抑制することが可能であるとともに、樹脂コーティングの耐久性も向上する。   According to the invention described in claim 3, the resin coating provided on the outer surface of the copper is a clear coating. The cooking pot according to claim 1-2, wherein the resin coating is a colorless and transparent clear coating. For example, the unique color tone of copper can be maintained, and the diamond-like carbon thin film layer can suppress the permeation of oxygen, thereby suppressing the oxidation of copper and the durability of the resin coating. improves.

(実施の形態1)
以下、本発明の調理鍋の一実施の形態について、電磁誘導加熱式の炊飯器に用いられる鍋を例に取り、図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of the cooking pot of the present invention will be described with reference to FIG. 1 taking a pot used in an electromagnetic induction heating rice cooker as an example.

図1は電磁誘導加熱により鍋9を加熱し炊飯する方式の1.8L炊飯用の炊飯器であり、電磁誘導加熱コイル1、フェライト2、鍋底温度検知センサー3、加熱制御基板4、基板冷却ファン5、操作部6、加熱板7、蒸気キャップ8、及び本体に着脱自在に備えられる鍋9を主な構成部品とし、鍋内に米及び水を適量加えた後、炊飯及び保温工程を実行するが、この工程はマイクロコンピュータによるプログラム制御により実行される。   FIG. 1 shows a 1.8 L rice cooker that heats and cooks a pot 9 by electromagnetic induction heating, and includes an electromagnetic induction heating coil 1, a ferrite 2, a pot bottom temperature detection sensor 3, a heating control board 4, and a board cooling fan. 5. The operation unit 6, the heating plate 7, the steam cap 8, and the pan 9 that is detachably attached to the main body are the main components, and after adding appropriate amounts of rice and water in the pan, the rice cooking and heat retaining steps are executed. However, this step is executed by program control by a microcomputer.

鍋9は、1mm厚のアルミニウム10、0.5mm厚のフェライト系ステンレス11、クラッド材をプレス成形して得られるものであり、内面は非粘着性の高いフッ素樹脂コーティング13をアルミニウム上に処理している。磁性金属であるフェライト系ステンレス11の外面には光沢硫酸銅メッキが厚さ5μmで処理されており、この銅メッキ層12はフェライト系ステンレスとともに電磁誘導加熱の発熱層を形成している。   The pan 9 is obtained by press-molding 1 mm thick aluminum 10, 0.5 mm thick ferritic stainless steel 11 and a clad material, and the inner surface is treated with a highly non-adhesive fluororesin coating 13 on the aluminum. ing. The outer surface of the ferritic stainless steel 11, which is a magnetic metal, is treated with a bright copper sulfate plating with a thickness of 5 μm. The copper plating layer 12 forms a heat generating layer for electromagnetic induction heating together with the ferritic stainless steel.

また、本実施の形態では電磁誘導加熱することを考慮し、鍋の金属層素材として、フェ
ライト系ステンレスを用いたが、材料はこれに限定されるものではなく、電磁誘導可能な材質であればいかなる材料でも応用可能であるし、電磁誘導しない用途であれば必ずしも磁性金属は必要とされるものでもない。
In addition, in the present embodiment, in consideration of electromagnetic induction heating, ferritic stainless steel is used as the metal layer material of the pan, but the material is not limited to this, and any material capable of electromagnetic induction is used. Any material can be applied, and a magnetic metal is not necessarily required as long as it does not cause electromagnetic induction.

また、本実施の形態において、電磁誘導加熱コイルには炊飯中に25kHzの高周波電流が流れるが、このとき誘導コイルより発生する磁力線は鍋の誘導発熱部である銅及びフェライト系ステンレス層に進入する際に渦電流を生じ、鍋が発熱する仕組みであり、この熱によって炊飯工程が遂行され、ご飯が調理される。   In this embodiment, a high-frequency current of 25 kHz flows through the electromagnetic induction heating coil during rice cooking. At this time, the magnetic field lines generated from the induction coil enter the copper and ferrite stainless steel layers that are induction heating portions of the pan. The eddy current is generated at this time, and the pan generates heat. The rice cooking process is performed by this heat, and the rice is cooked.

本実施の形態では、25kHzの高周波電流を用いたが、状況によってこの周波数を変更することは任意であるし、また、それに応じて銅の厚みを変えることも任意である。   In this embodiment, a high-frequency current of 25 kHz is used. However, it is arbitrary to change this frequency depending on the situation, and it is also possible to change the thickness of copper accordingly.

また、電磁誘導発熱部の銅の厚みを、磁性金属単独で用いる場合よりも高い発熱量が得られるようになる銅厚さを検討した結果、本実施の形態では5μm付近に発熱量の極大値を有することを見出しため、厚さ5μmの銅を鍋外面に処理した。   In addition, as a result of studying the copper thickness at which the heat generation amount of the copper of the electromagnetic induction heat generating portion becomes higher than that when using magnetic metal alone, the maximum value of the heat generation amount is around 5 μm in this embodiment. In order to find out that the copper has a thickness of 5 μm, copper was processed on the outer surface of the pan.

銅メッキ層12外面にはエポキシ樹脂系のクリアコーティング15を塗装し、180℃15分間の焼成を行って、焼成後約20μmの厚さとした。   An epoxy resin-based clear coating 15 was applied to the outer surface of the copper plating layer 12 and baked at 180 ° C. for 15 minutes to a thickness of about 20 μm after baking.

次いで、クリアコーティングの表面にはPVDの一種であるイオンプレーティング法により、ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層14を形成するが、これは真空チャンバー中に炭化水素ガスを導入し、直流アーク放電プラズマ中で炭化水素イオンを生成させ、この炭化水素イオンがクリアコーティング面に衝突し固体化、成膜するものであり、本実施の形態の鍋においては鍋全体に略均一厚さでダイヤモンドライクカーボンの薄膜層厚さがそれぞれ2nm、5nm、30nm、44nmとなっていることが鍋の蛍光エックス線による精密厚さ測定によって判明した。   Next, a thin film layer 14 of diamond-like carbon is formed on the surface of the clear coating by an ion plating method which is a kind of PVD. This is done by introducing hydrocarbon gas into a vacuum chamber and in a DC arc discharge plasma. A hydrocarbon ion is generated, and this hydrocarbon ion collides with the clear coating surface to solidify and form a film. In the pan of this embodiment, a diamond-like carbon thin film layer having a substantially uniform thickness over the entire pan. Thicknesses of 2 nm, 5 nm, 30 nm, and 44 nm were found by precise thickness measurement using a pan fluorescent X-ray.

なお、この領域のダイヤモンドライクカーボンの厚さにおいては炊飯器本体からの電磁誘導加熱には何らの悪影響をもたらさず、正しく炊飯工程が実施されることを確認した。   In addition, in the thickness of the diamond-like carbon of this area | region, it did not bring about any bad influence on the electromagnetic induction heating from the rice cooker main body, and it confirmed that the rice cooking process was implemented correctly.

ここで、上述の炊飯器用鍋の作製工程においてダイヤモンドライクカーボン工程を実施せずに鍋外面の銅表面に同様のエポキシ樹脂混合系のクリアコーティングを塗装したのみの鍋を比較例として、実施の形態と外観及び耐熱耐久性について比較を行った結果を(表1)に示す。   Here, as a comparative example, an embodiment in which the same epoxy resin mixed clear coating was applied to the copper surface of the outer surface of the pan without carrying out the diamond-like carbon step in the above-described process for preparing the rice cooker pan, the embodiment Table 1 shows the results of a comparison of the appearance and heat durability.

Figure 2010075495
Figure 2010075495

まず、本実施の形態で作製した、クリアコーティング上にダイヤモンドライクカーボンの薄膜層が2nm、5nm、30nm、44nmの厚さで形成された、電磁誘導加熱可能なそれぞれの炊飯器用鍋No.1〜4の外観色をダイヤモンドライクカーボン層がない比較例のNo.5と比較すると、ダイヤモンドライクカーボン厚さ2nm及び5nmではほとんど銅色が保存され、30nmと厚くなるにつれて銅色が淡くなりやや黒みがかるが、これらの領域ではまだ十分に銅色を呈している。しかし、44nmではほのかに銅色が残る程度で、ほとんどダイヤモンドライクカーボンの黒色になってしまうため、銅色の外観を維持するためには概ね30nm以下の厚みが望ましい。   First, each rice cooker pan No. 1 in which a diamond-like carbon thin film layer formed in a thickness of 2 nm, 5 nm, 30 nm, and 44 nm on the clear coating prepared in this embodiment is capable of electromagnetic induction heating. Comparative Examples No. 1 to 4 having an appearance color of 1 to 4 without a diamond-like carbon layer. Compared with 5, the copper-like color is almost preserved at diamond-like carbon thicknesses of 2 nm and 5 nm, and the copper color becomes lighter and darker as the thickness becomes 30 nm. However, these regions still exhibit a sufficient copper color. However, at 44 nm, the copper color remains to a slight extent, and the diamond-like carbon is almost black. Therefore, a thickness of approximately 30 nm or less is desirable in order to maintain the copper color appearance.

次に、調理鍋は強い加熱条件下に曝されることを想定して、クリアコーティングの耐熱試験を実施したが、これは、これら調理鍋を200℃において所定時間保持後、鍋外面のクリアコーティング面でJIS試験法規格に基づいた碁盤目試験を実施した。   Next, assuming that the cooking pan is exposed to strong heating conditions, a clear coating heat resistance test was carried out. This was done after holding the cooking pan at 200 ° C. for a predetermined time, A cross-cut test based on JIS test method standards was conducted on the surface.

試験は200℃で所定時間保持後、室温まで冷却してから試験面に縦横に1mm間隔で11本づつの切込みを入れ碁盤目を100マス作り、その後セロテープ(登録商標)を碁盤目に密着し、90°方向に剥離した。   The test is held at 200 ° C. for a predetermined time, and then cooled to room temperature. Then, 11 incisions are made in the test surface at intervals of 1 mm vertically and horizontally to make 100 squares, and then Cellotape (registered trademark) is adhered to the grid. , Peeled in the 90 ° direction.

(表1)では、セロテープ(登録商標)剥離時にクリアコーティングの残存率100/100を○、90/100以上を△、90/100未満を×として評価しているため、当然ながら加熱保持時間が長時間に渡り残存率が高いものが優れた耐熱耐久性があることを示している。   In (Table 1), since the remaining ratio 100/100 of the clear coating is evaluated as ○, 90/100 or more as Δ, and less than 90/100 as × when the cellophane (registered trademark) is peeled off, of course, the heating holding time is Those having a high survival rate over a long period of time have excellent heat resistance.

ダイヤモンドライクカーボン層を有しない比較例に比べて、ダイヤモンドライクカーボン層を有する実施の形態の方が耐熱耐久性は高く、しかも、その傾向はダイヤモンドライクカーボン層の厚さが厚いほど顕著であることが表1の結果から判定できるが、これはダイヤモンドライクカーボンの薄膜層が厚いほど銅の酸化が生じにくく、クリアコーティングの下層において脆い酸化銅の形成が抑制される結果である。   Compared to the comparative example having no diamond-like carbon layer, the embodiment having the diamond-like carbon layer has higher heat resistance and durability, and the tendency is more prominent as the diamond-like carbon layer is thicker. Can be determined from the results in Table 1. This is because the thicker the diamond-like carbon thin film layer is, the less likely copper is oxidized, and the formation of brittle copper oxide is suppressed in the lower layer of the clear coating.

なお、ダイヤモンドライクカーボンは比較的平滑であり潤滑性の高い表面を有するので、非粘着性も高く、また、高い耐摩耗性をも示すものであるが、ここで、表2に本実施の形態と比較例を用いて耐摩耗性の比較試験を行った結果を示す。   Since diamond-like carbon has a relatively smooth and highly lubricious surface, it has high non-adhesiveness and high wear resistance. Table 2 shows the present embodiment. The result of having done the comparative test of abrasion resistance using and a comparative example is shown.

表2は研磨粒子入りの市販のナイロンたわしに洗剤をしみこませ、1kgの荷重をかけつつ鍋外面を往復摩耗した結果であり、クリアコーティングが摩耗し、基材の銅が露出してきた時点を×、露出がない段階を○で表したものである。   Table 2 shows the result of impregnating a detergent into a commercially available nylon scourer containing abrasive particles and reciprocatingly wearing the outer surface of the pan while applying a load of 1 kg. The stage where there is no exposure is indicated by ○.

Figure 2010075495
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(表2)に示すように研磨粒子入りのナイロンたわしで摩耗した場合にはダイヤモンドライクカーボンの薄膜層が厚くなるにつれ高い耐摩耗性を有することが確認された。   As shown in (Table 2), it was confirmed that, when worn with nylon scrubbing with abrasive particles, the wear resistance increases as the diamond-like carbon thin film layer becomes thicker.

(実施の形態2)
以下、図2を用いつつ、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は加熱調理一般に供される調理鍋であり、基材は1.5mm厚の銅16で、内面は錫メッキ処理17が施されている。また、基材である銅16の外面にはエポキシ系クリアコーティング18が処理されており、さらに、その表面にダイヤモンドライクカーボン薄膜層20が処理されていて、処理時間などの条件を変更することによって、12nm、24nm、30nm厚のダイヤモンドライクカーボン層を処理したものであり、いずれの厚さにおいても銅の色調や光沢が十分に感知できる。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a cooking pan generally used for cooking by heating. The base material is copper 16 having a thickness of 1.5 mm, and the inner surface is subjected to tin plating 17. Further, an epoxy-based clear coating 18 is treated on the outer surface of the copper 16 as a base material, and further, a diamond-like carbon thin film layer 20 is treated on the surface, and by changing conditions such as a treatment time, , 12 nm, 24 nm, and 30 nm thick diamond-like carbon layers, and the copper color tone and gloss can be sufficiently sensed at any thickness.

ここで、上記実施の形態2の調理鍋の作製工程においてダイヤモンドライクカーボン処理を実施せずに鍋外面にエポキシ系クリアコーティングを塗装したのみの調理鍋を比較例2として、上記実施の形態2と耐熱変色試験を実施した結果を(表3)に示す。   Here, in the preparation process of the cooking pot of the second embodiment, the cooking pot in which only the epoxy-based clear coating is applied to the outer surface of the pot without performing the diamond-like carbon treatment is used as a comparative example 2, and the second embodiment and The results of the heat discoloration test are shown in (Table 3).

Figure 2010075495
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(表3)は実施の形態2と比較例2の調理鍋を130℃の炉内に投入したときの表面酸化色の変化を色差ΔEで示したものであり、ΔE値が大きくなるほど酸化による変色が大きいことを表わしている。   (Table 3) shows the change in surface oxidation color when the cooking pots of Embodiment 2 and Comparative Example 2 are put in a furnace at 130 ° C. by the color difference ΔE, and the color change due to oxidation increases as the ΔE value increases. Is large.

(表3)に示す通り、銅表面にエポキシ系クリアコーティング処理したのみの比較例2では、クリアコーティングの熱劣化と銅の酸化による色相変化が比較的速やかに進行しΔE値が大きく変化しているのに対し、実施の形態2では色差の変化が遅く、銅独特の色調、光沢感が長期に渡り保持できることが判る。   As shown in (Table 3), in Comparative Example 2 in which the copper surface was only treated with an epoxy clear coating, the hue change due to the thermal degradation of the clear coating and the oxidation of copper progressed relatively quickly, and the ΔE value changed greatly. In contrast, in the second embodiment, the change in color difference is slow, and it can be seen that the color tone and glossiness unique to copper can be maintained for a long time.

以上のように、本発明に関わる調理鍋は外面を構成する銅の表面にダイヤモンドライクカーボンの薄膜層を設けているので、銅の酸化劣化が抑制される結果十分な耐久性を有するので銅製の配管や建材などにも応用することが可能である。   As described above, the cooking pan according to the present invention is provided with a diamond-like carbon thin film layer on the surface of copper constituting the outer surface. It can be applied to piping and building materials.

本発明の第1の実施の形態の鍋が備えられる炊飯器と鍋の断面図Sectional drawing of the rice cooker with which the pan of the 1st Embodiment of this invention is provided, and a pan 本発明の第2の実施の形態である調理鍋とその断面図The cooking pot which is the 2nd Embodiment of this invention, and its sectional drawing

符号の説明Explanation of symbols

1 電磁加熱誘導コイル
2 フェライト
3 底底温度検知センサー
4 加熱制御基板
5 基板冷却ファン
6 操作部
7 加熱板
8 蒸気キャップ
9 鍋
10 アルミニウム
11 フェライト系ステンレス
12 銅
13 フッソ樹脂コーティング
14 ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層
15 クリアコーティング
16 銅
17 錫メッキ
18 クリアコーティング
19 把手
20 ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic heating induction coil 2 Ferrite 3 Bottom bottom temperature detection sensor 4 Heating control board 5 Substrate cooling fan 6 Operation part 7 Heating plate 8 Steam cap 9 Pan 10 Aluminum 11 Ferritic stainless steel 12 Copper 13 Fluoro resin coating 14 Diamond like carbon thin film Layer 15 Clear coating 16 Copper 17 Tin plating 18 Clear coating 19 Handle 20 Thin film layer of diamond-like carbon

Claims (3)

基材が、銅または銅合金、もしくは、銅または銅合金と他種金属との合わせ材、もしくは、磁性金属かあるいは磁性金属と熱良導性金属との合わせ材かの外面に銅薄膜を設けた積層体であって、前記基材の外面には樹脂コーティング層を設け、当該樹脂コーティング層の外面にはダイヤモンドライクカーボンの薄膜層を設けたことを特徴とする調理鍋。 A copper thin film is provided on the outer surface of the base material, which is copper or copper alloy, or a combination material of copper or copper alloy and other kinds of metals, or a magnetic metal or a combination material of magnetic metal and thermally conductive metal. A cooking pan, characterized in that a resin coating layer is provided on the outer surface of the substrate, and a diamond-like carbon thin film layer is provided on the outer surface of the resin coating layer. ダイヤモンドライクカーボンの薄膜層は銅の5〜30nmの厚さとしたことを特徴とする請求項1記載の調理鍋。 The cooking pot according to claim 1, wherein the thin film layer of diamond-like carbon has a thickness of 5 to 30 nm of copper. 樹脂コーティングはクリアコーティングであることを特徴とした請求項1または2記載の調理鍋。 The cooking pot according to claim 1 or 2, wherein the resin coating is a clear coating.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104799675A (en) * 2015-03-19 2015-07-29 浙江爱仕达生活电器有限公司 Cooker made from composite material and manufacturing method thereof

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