JP2010159171A

JP2010159171A - 調理器用トッププレート

Info

Publication number: JP2010159171A
Application number: JP2009000879A
Authority: JP
Inventors: Koji Ikegami; 耕司池上
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-06
Also published as: JP5182102B2

Abstract

【課題】調理器の内部に配置されている温度センサーなどの部品を視覚的に隠蔽することができ、かつ反射光が抑制されており、明度を落とした色合いを有する調理器用トッププレートを提供する。
【解決手段】調理器用トッププレート１は、調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、ガラス基板２と、ガラス基板２の一方の表面上に形成されており、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第１の干渉層３と、第１の干渉層３の上に形成されており、珪素からなる第２の干渉層４と、第２の干渉層４の上に形成されており、金属膜からなる遮光層６と、遮光層６の上に形成されており、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層７とを備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁加熱（ＩＨ）調理器、赤外線加熱調理器、ガス調理器などの上部に配置される調理器用トッププレートに関する。

電磁加熱（ＩＨ：ＩｎｄｕｃｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇ）調理器や赤外線加熱調理器に用いられる調理器用トッププレートとしては、低熱膨張であるガラス基板やセラミックス基板等が用いられている。また、ガス調理器においても、美観性や清掃性が優れていることから、低熱膨張のガラス基板やセラミックス基板等が用いられるようになっている。

これらの低熱膨張の基板を用いた調理器用トッププレートには、調理器の内部に配置されている温度センサーなどの部品を視覚的に隠蔽するため、可視光域における光透過率が低いことが求められている。可視光域における光透過率が低い調理器用トッププレートとしては、ガラス基板上に遮光層が形成された調理器用トッププレートが知られている。その一例として、例えば下記の特許文献１には、Ｓｉ、Ｔｉやこれらの窒化物などからなる遮光膜がガラス基板上に形成された調理器用トッププレートが開示されている。特許文献１に記載された調理器用トッププレートでは、遮光膜の材質を変えることにより、可視光域における光透過率を低く抑えつつ、様々な色調に着色させることができる。このため、特許文献１に記載の技術を用いることにより、種々の色調の、美観に優れた調理器用トッププレートを提供することができる。

特開２００４−３３３１０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された調理器用トッププレートでは、可視光域における光反射率が高いため、遮光膜における反射光が強く、明度を落とした、落ち着きのある色合いを実現することができないという問題がある。

本発明の目的は、調理器の内部に配置されている温度センサーなどの部品を視覚的に隠蔽することができ、かつ反射光が抑制されており、明度を落とした色合いを有する調理器用トッププレートを提供することにある。

本発明に係る調理器用トッププレートは、調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、ガラス基板と、ガラス基板の一方の表面上に形成されており、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第１の干渉層と、第１の干渉層の上に形成されており、珪素からなる第２の干渉層と、第２の干渉層の上に形成されており、金属膜からなる遮光層と、遮光層の上に形成されており、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備えることを特徴としている。

本発明では、ガラス基板上に、第１の干渉層、第２の干渉層、遮光層及び保護層がこの順番で積層されており、第２の干渉層が珪素からなるものである。このため、可視光域における低い光透過率が実現され、よって、本発明の調理器用トッププレートを用いることにより、調理器の内部に配置されている温度センサーなどを視覚的に隠蔽することができる。それと共に、本発明においては、可視光域における低い光反射率も実現され、よって、明度を落とした色合いに着色させることができる。

本発明において、ガラス基板は、熱膨張係数が小さく、６００℃からの急冷に耐え得るような高い耐熱衝撃性を有するガラス基板であることが好ましい。具体的には、ガラス基板は、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が５０×１０^−７／℃以下の熱膨張係数を有するガラス基板であることがより好ましく、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が−１０×１０^−７〜＋３０×１０^−７／℃であるガラス基板であることがさらに好ましく、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が−１０×１０^−７〜＋２０×１０^−７／℃であるガラス基板であることが特に好ましい。このような低熱膨張のガラス基板の具体例としては、低熱膨張の硼珪酸ガラス基板、石英ガラス基板あるいはβ−石英固溶体を主結晶とする低膨張結晶化ガラス基板などが挙げられる。

第１の干渉層は、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる層である。窒化珪素または窒化アルミニウムにより第１の干渉層を構成することにより、調理器用トッププレートの耐熱性や耐衝撃性を高めることができるからである。

第１の干渉層の厚みは、調理器用トッププレートの色調と相関しており、この第１の干渉層の厚みを変化させることにより調理器用トッププレートの色調を変化させることができる。具体的には、第１の干渉層の厚みを薄くすることにより、調理器用トッププレートの色調を青色側にシフトさせることができる。一方、第１の干渉層の厚みを厚くした場合は、調理器用トッププレートの色調が赤色側にシフトする。

第１の干渉層の厚みは、着色しようとする色調によって適宜設定することができるが、一般的には、５〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。第１の干渉層の厚みが薄くなりすぎると、ガラス基板と第１の干渉層との間や第２の干渉層と第１の干渉層との間における干渉効果が得られにくくなり、調理器用トッププレートを種々の色調に着色させることができなくなる場合がある。一方、第１の干渉層の厚みが厚くなりすぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。第１の干渉層が窒化珪素から形成される場合、第１の干渉層の厚みは５０〜２５０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。第１の干渉層が窒化アルミニウムから形成される場合、第１の干渉層の厚みは５〜５０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。

第２の干渉層は、珪素からなる層であり、調理器用トッププレートの可視光域における光透過率及び光反射率を低減させる機能を有している。また、第２の干渉層を設けることにより、調理器用トッププレートの着色度を高くすることが可能となる。すなわち、調理器用トッププレートをより濃い色に着色することが可能となる。

第２の干渉層の厚みは、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、５〜７０ｎｍの範囲内にあることがより好ましい。第２の干渉層の厚みが薄くなりすぎると調理器用トッププレートの可視光域における光透過率と光反射率とを十分に小さくすることが困難となる傾向にある。一方、第２の干渉層の厚みが厚くなりすぎると、調理器用トッププレートの可視光域における光透過率が小さくなりすぎる傾向にある。調理器用トッププレートの可視光域における光透過率が小さくなりすぎると、トッププレートの下方に表示用光源が配置される電磁加熱（ＩＨ）調理器などに用いる場合、表示用光源の視認性が低下する傾向にある。

また、第２の干渉層の厚みも調理器用トッププレートの色調と相関しており、第２の干渉層の厚みを変化させることにより調理器用トッププレートの色調を変化させることができる。

遮光層は、金属膜により構成されており、調理器用トッププレートの可視光域における光透過率を小さくする機能を有している。遮光層は、チタンまたはニオブからなることが好ましい。遮光層を、チタンまたはニオブから形成することにより、良好な耐熱性が得られる。

遮光層の膜厚は、７５〜１５０ｎｍの範囲であることが好ましい。遮光層の膜厚が薄くなり過ぎると、調理器の内部構造が視認されやすくなり、美観が損なわれる場合がある。また、遮光層の膜厚が厚くなり過ぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。

保護層は、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種の窒化物薄膜からなる。保護層をこのような窒化物薄膜から形成することにより、良好な耐熱性が得られる。

保護層の膜厚は、５０〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。保護層の膜厚が薄くなり過ぎると、良好な耐熱性が得られない場合がある。また、保護層の膜厚が厚くなり過ぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。

本発明においては、第２の干渉層と遮光層との間に配置されており、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第３の干渉層をさらに設けることが好ましい。この第３の干渉層を設けた場合は、第１〜第３の干渉層という３つの層の厚みを調整することにより調理器用トッププレートの色調を調整できるため、調理器用トッププレートの色調をより自由に調整することができる。また、第３の干渉層を設けることにより、コントラストを高くすることができ、さらに調理器用トッププレートの色調をより多様化することができる。具体的には、例えば、メタリック調の色調がより出しやすくなる。

また、第３の干渉層を設けることによって、調理器用トッププレートの耐熱性を向上することができる。その理由は明確ではないが、金属膜からなる遮光層と珪素からなる第２の干渉層とが第３の干渉層によって隔離され、金属膜と珪素との反応を抑制することができるためであると考えられる。

第３の干渉層の厚みも、第１の干渉層の厚みと同様に、調理器用トッププレートの色調と相関している。第３の干渉層の厚みを変化させることにより調理器用トッププレートの色調を変化させることができる。具体的には、第３の干渉層の厚みを薄くすることにより、調理器用トッププレートの色調を青色側にシフトさせることができる。一方、第３の干渉層の厚みを厚くした場合は、調理器用トッププレートの色調が赤色側にシフトする。

第３の干渉層の厚みは、着色しようとする色調によって適宜設定することができるが、一般的には、１５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。第３の干渉層の厚みが薄くなりすぎると、第３の干渉層と第１の干渉層及び第２の干渉層との間の干渉効果が得られにくくなり、調理器用トッププレートを種々の色に着色させることができなくなる場合がある。また、調理器用トッププレートの耐熱性が低下する傾向にある。一方、第３の干渉層の厚みが厚くなりすぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。第３の干渉層が窒化珪素から形成される場合であっても、第３の干渉層が窒化アルミニウムから形成される場合であっても、第３の干渉層の厚みは２０〜１００ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。

なお、第３の干渉層は、第１の干渉層と同じ材料により形成されていてもよいし、第１の干渉層とは異なる材料により形成されていてもよい。

また、本発明において、上記の第１〜第３の干渉層、遮光層及び保護層のそれぞれは、１層だけ設けられていてもよいし、複数層設けられていてもよい。

本発明において、調理器用トッププレートを構成する各層の形成方法は特に限定されないが、第１〜第３の干渉層及び保護層は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法により、Ｎ_２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜であることが好ましい。このように、Ｎ_２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜を第１〜第３の干渉層及び保護層として用いることにより、さらに良好な耐熱性を有する調理器用トッププレートとすることができる。

Ｎ_２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、第１〜第３の干渉層及び保護層を形成することにより、良好な耐熱性が得られる理由の詳細については明らかではないが、Ｎ_２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で第１〜第３の干渉層及び保護層を形成することにより、緻密な窒化物薄膜を形成することができ、耐熱性試験における加熱によっても、その膜厚の変化が少ないため、良好な耐熱性を示すと思われる。なお、本発明において、耐熱性は、耐熱性試験により、色調の変化が少ないことを意味する。

第１〜第３の干渉層及び保護層のそれぞれの形成工程において、各層を形成する際のガス雰囲気におけるＮ_２ガスの含有量が少な過ぎると、良好な耐熱性が得られない。Ｎ_２ガスのより好ましい範囲は、９５〜１００体積％であり、さらに好ましくは、９７．５〜１００体積％である。

第１〜第３の干渉層及び保護層は、上記の形成方法の中でも、スパッタリング法により形成されていることが好ましい。従来、スパッタリング法などの物理的蒸着法で、窒化物薄膜を形成する場合、Ｎ_２ガスと共に、Ａｒ（アルゴン）ガスなどの不活性ガスを混合した混合ガスが雰囲気ガスとして用いられている。しかしながら、Ａｒガス等の不活性ガスを大量に含んだ従来のガス雰囲気中で、第１〜第３の干渉層及び保護層を形成すると、十分に良好な耐熱性が得難くなる。Ｎ_２ガスの含有量を９０〜１００体積％とすることにより、耐熱性に特に優れた調理器用トッププレートを得ることができる。

本発明の調理器用トッププレートでは、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第１の干渉層と金属膜からなる遮光層との間に珪素からなる第２の干渉層が設けられているため、可視光域における低い光透過率と低い光反射率とが実現される。従って、調理器の内部に配置されている温度センサーなどを視覚的に隠蔽することができ、かつ明度を落とした落ち着いた色合いに着色させることができる。

実施例１の調理器用トッププレートの断面図である。実施例１〜５及び比較例１〜３における視感反射率と視感透過率との関係を表すグラフである。なお、図２において、視感透過率を表す縦軸は対数軸である。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
〔調理器用トッププレートの作製〕
図１に本実施例の調理器用トッププレートの断面図を示す。本実施例では、図１に示す調理器用トッププレート１を作製した。ガラス基板２としては、結晶化ガラス基板（日本電気硝子社製「ネオセラムＮ−０」：３０℃〜５００℃における平均線熱膨張係数：０×１０^−７／℃、厚み４ｍｍ）を用いた。このガラス基板２の上に、表１に示す膜材質を用い、表１に示す厚みとなるように、第１〜第３の干渉層３〜５、遮光層６及び保護層７をこの順序でそれぞれスパッタリング法により形成した。

〔色調観察〕
得られた各調理器用トッププレート１について、目視により色調を観察した。観察結果を表１に示す。

〔視感反射率及び視感透過率測定〕
得られた各調理器用トッププレート１について、次に示す方法に従って、視感反射率及び視感透過率を測定した。視感反射率（三刺激値Ｙ_１０）は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の各波長における反射率を用いて「ＪＩＳＺ８７０１：１９９９５．２．１反射による物体色の三刺激値」に記載の式（２）に従って算出した。

また、視感透過率（三刺激値Ｙ_１０）は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の各波長における透過率を用いて「ＪＩＳＺ８７０１：１９９９５．２．２透過による物体色の三刺激値」に記載の式（３）に従って算出した。

なお、視感反射率（三刺激値Ｙ_１０）及び視感透過率（三刺激値Ｙ_１０）の算出に用いた３８０〜７８０ｎｍの波長範囲の各波長における反射率及び透過率は、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定した。

また、上記計算にあたって、等色関数としては、Ｘ_１０Ｙ_１０Ｚ_１０表色系における等色関数を用いた。

（実施例２）
第２の干渉層４の厚みを５ｎｍとしたこと以外は上記の実施例１と同様に調理器用トッププレートを作製し、色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（実施例３）
第１の干渉層３の厚みを５０ｎｍとし、第２の干渉層４の厚みを４５ｎｍとしたこと以外は上記の実施例１と同様に調理器用トッププレートを作製し、色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（実施例４）
第２の干渉層４の厚みを６５ｎｍとしたこと以外は上記の実施例３と同様に調理器用トッププレートを作製し、色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（実施例５）
第３の干渉層５を設けず、遮光層６を厚さ１００ｎｍのニオブ膜としたこと以外は上記の実施例１と同様に調理器用トッププレートを作製し、色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（比較例１）
実施例１において用いた結晶化ガラス基板と同じ基板上に、厚さ５００ｎｍの窒化珪素膜と、厚さ５０ｎｍの珪素膜と、厚さ５００ｎｍの窒化珪素膜とをこの順番でそれぞれスパッタリング法により形成することによって比較例１に係る調理器用トッププレートを作製した。得られた調理器用トッププレートについて、上記の実施例１と同様の手順で色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（比較例２）
実施例１において用いた結晶化ガラス基板と同じ基板上に、厚さ１５０ｎｍの窒化珪素膜と、厚さ２００ｎｍのチタン膜と、厚さ１５０ｎｍの窒化珪素膜とをこの順番でそれぞれスパッタリング法により形成することによって比較例２に係る調理器用トッププレートを作製した。得られた調理器用トッププレートについて、上記の実施例１と同様の手順で色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

（比較例３）
実施例１において用いた結晶化ガラス基板と同じ基板上に、厚さ２０ｎｍの窒化珪素膜と、厚さ２０ｎｍのチタン膜と、厚さ２００ｎｍの珪素膜と、厚さ１５０ｎｍの窒化珪素膜とをこの順番でそれぞれスパッタリング法により形成することによって比較例３に係る調理器用トッププレートを作製した。得られた調理器用トッププレートについて、上記の実施例１と同様の手順で色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定を行った。

実施例１〜５及び比較例１〜３における色調観察並びに視感反射率及び視感透過率測定の結果を下記の表１に示す。また、図２に実施例１〜５及び比較例１〜３における視感反射率と視感透過率との関係を示す。

上記の表１及び図２に示すように、第１の干渉層３、第２の干渉層４及び遮光層６がこの順番で形成されている実施例１〜５においては、視感反射率及び視感透過率の両方が低い値となった。それに対して、遮光層６が設けられていない比較例１においては、視感反射率は小さいものの、視感透過率が大きくなった。また、第２の干渉層４が設けられていない比較例２においては、視感透過率は小さいものの、視感反射率が大きくなった。また、第１の干渉層、遮光層及び珪素膜がこの順番で形成されている比較例３においては、視感透過率及び視感反射率の両方が大きくなった。この結果から、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第１の干渉層３と、金属膜からなる遮光層６とに加え、珪素からなる第２の遮光層４を第１の干渉層３と遮光層６との間に設けることにより、視感反射率及び視感透過率の両方を小さくでき、よって、調理器の内部に配置されている部品を視覚的に遮蔽することができると共に、明度を落とした落ち着いた色合いを実現できることがわかる。

また、実施例１〜４の比較から、第１〜第３の干渉層３〜５の厚みを変化させることにより、調理器用トッププレートの色調を変化させることができることがわかる。具体的には、第１〜第３の干渉層３〜５の厚みが薄い場合に青色側の色調が得られ、第１〜第３の干渉層３〜５の厚みが厚い場合には赤色側の色調が得られることがわかる。

１…調理器用トッププレート
２…ガラス基板
３…第１の干渉層
４…第２の干渉層
５…第３の干渉層
６…遮光層
７…保護層

Claims

調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の表面上に形成されており、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第１の干渉層と、
前記第１の干渉層の上に形成されており、珪素からなる第２の干渉層と、
前記第２の干渉層の上に形成されており、金属膜からなる遮光層と、
前記遮光層の上に形成されており、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備えることを特徴とする調理器用トッププレート。
前記第２の干渉層と前記遮光層との間に配置されており、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる第３の干渉層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の調理器用トッププレート。
前記第３の干渉層の厚みは、１５〜１５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の調理器用トッププレート。
前記第１の干渉層の厚みは、５〜２５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
前記第２の干渉層の厚みは、１〜１００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
前記遮光層は、チタンまたはニオブからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
前記遮光層の厚みは、７５〜１５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
前記保護層の厚みは、５０〜２００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。