発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention
表面処理を施していない軟鉄製の鍋は、調理に必要な油馴染みを得るために、始めにガスコンロ上でから焼きし、軟鉄表面に酸化鉄層（ＦｅＯ）を作ります。この酸化鉄層はポーラス状（多孔質状）をなしており、大変油がよく馴染むので、この作業は必須であります。次に、この鍋に油をタップリ入れ、１００度強に温め、約５分かけて油を鍋表面にしっかりと馴染ませます。これで料理がこびりつかない、使い易い鉄鍋となります。従来この準備作業は、使用者が事前に行っておりました。しかし、昨今このような準備作業を自分で行うのは面倒と考える使用者が激増しました。
従来の軟鉄製の鍋は、錆を防ぐため、ラッカーなどを主成分とした塗料を塗装してある場合、シリコン塗装をしてある場合、手で剥がせる塗装をしてある場合の３種類があります。ラッカー塗装の場合は、調理に使う前にガスコンロ上でから焼きして塗装膜を取り除く手間が必要となります。その後、カラ焼きし酸化鉄層を作り、油を馴染ませます。シリコン塗装の場合は、調理を重ねるうちに次第に剥がれ落ち、やがては軟鉄の生地表面が露出します。その時点から、ようやく鉄本来の油なじみの特性を発揮し始めますが、それまでにかなりの期間が必要であります。手で剥がせる錆び止め塗装の場合は、完全に被膜を剥がし、カラ焼きし、油を馴染ませます。
加えて軟鉄製の鍋は、ＩＨ（電磁調理器）ではから焼きができない上に、ガスコンロ上で使用するにはなんら問題がない板厚のものでも、ＩＨ（電磁調理器）上での初期加熱が強いと鍋底面が変形しやすいという欠点をもっています。
そこで、油馴染みが良く、高温（１７５℃〜１８０℃）料理にも向いていて、鉄分が摂取できるという鉄鍋の良さを完全に残し、なおかつ、錆びなくて、手入れが楽で、熱変形に強く、使用前のから焼きが不必要な鉄鍋を製造し提供する必要があると考えました。これを開発の課題といたします。In order to obtain the oil familiarity required for cooking, the soft iron pan without surface treatment is first baked on a gas stove to create an iron oxide layer (FeO) on the soft iron surface. This iron oxide layer is porous (porous) and is very familiar with oil, so this work is essential. Next, add oil to this pan, warm it to a little over 100 degrees, and let the oil fit well onto the pan over about 5 minutes. This makes it easy to use, without sticking to dishes. Previously, this preparation was done in advance by the user. However, recently, the number of users who think that it is troublesome to perform such preparatory work by themselves has increased dramatically.
In order to prevent rust, conventional soft iron pans are available in three types: paint with lacquer as the main component, silicon paint, and paint that can be peeled off by hand. There is. In the case of lacquer painting, it is necessary to remove the paint film by baking from a gas stove before using it for cooking. After that, it is calcined to make an iron oxide layer and blend in with the oil. In the case of silicon coating, it gradually peels off as you cook, and eventually the soft iron dough surface is exposed. From that point on, it will finally begin to demonstrate the inherent oil familiarity of iron, but it will take a considerable amount of time to do so. In the case of anti-rust paint that can be peeled off by hand, remove the film completely, bake it, and blend it with oil.
In addition, soft iron pans cannot be baked with an IH (electromagnetic cooker), and even if they are thick enough to be used on a gas stove, initial heating on the IH (electromagnetic cooker) If the pot is strong, the bottom of the pan is easily deformed.
Therefore, it is familiar to oil, suitable for cooking at high temperature (175 ° C to 180 ° C), leaving the iron pan's goodness of being able to ingest iron completely, yet not rusting, easy to care for, and heat deformation I strongly thought that it was necessary to manufacture and provide an iron pan that does not require baking before use. This is a development issue.
発明の効果The invention's effect
まず鍋本体は軟鉄で作り、これを加熱炉に入れ、そこに窒素成分を充てんし、加熱炉の温度を上げ、鍋を一定以上の高温で加熱します。その結果、軟鉄表面に３層の窒化鉄層が形成されます。
鉄の芯に近い第１層がＦｅ４Ｎ、次が主たる層である第２層のＦｅ３Ｎ、一番表面が第３層のＦｅ２Ｎとなります。この加熱処理をガス軟窒化といいます。この熱処理を軟鉄に施すと、錆びやすくて柔らかい軟鉄が、錆びにくい、つまり耐腐食性に大変優れた、しかも耐摩耗性にも大変優れた硬い金属へと変わります。この熱処理技術は、摩耗したり、腐食してはいけない部品などに広く使われている鉄の汎用熱処理技術です。中でも自動車、航空機などの耐摩耗性、耐腐食性が求められる部品の多くに、この熱処理技術が使われています。
この技術を軟鉄鍋に用いた結果、油馴染みが良く、高温（１７５℃〜１８０℃）料理にも向いていて、鉄分が摂取できるという軟鉄鍋の良さを完全に残し、その上、錆びにくく、手入れが楽で、熱変形に強く、使用前のから焼きが不要な鉄鍋となります。熱変形に強いことは、ＩＨ（電磁調理器）でも使いやすいということに結びつきます。この特性は、ＩＨが徐々に広まっている現況を考えると、非常に大きな要素と言えます。First, the pan body is made of soft iron, placed in a heating furnace, filled with nitrogen components, the temperature of the heating furnace is raised, and the pan is heated at a certain high temperature. As a result, three layers of iron nitride are formed on the soft iron surface.
The first layer close to the iron core is Fe4N, the next is the second layer, Fe3N, and the first surface is the third layer, Fe2N. This heat treatment is called gas soft nitriding. When this heat treatment is applied to soft iron, it turns into a hard metal that is easy to rust and soft, and that does not rust, that is, has excellent corrosion resistance and wear resistance. This heat treatment technology is a general-purpose heat treatment technology for iron that is widely used for parts that must not be worn or corroded. In particular, this heat treatment technology is used in many parts that require wear resistance and corrosion resistance, such as automobiles and aircraft.
As a result of using this technology in a soft iron pan, the oil familiarity is good, it is also suitable for high temperature (175 ° C-180 ° C) dishes, leaving the goodness of the soft iron pan that iron can be ingested, and furthermore, it is hard to rust, Easy to maintain, resistant to thermal deformation, and no ironing required before use. Being resistant to thermal deformation leads to ease of use even with IH (electromagnetic cooker). This characteristic is a very big factor considering the current situation where IH is gradually spreading.
熱処理前の、通常の軟鉄の断層写真である。It is a normal soft iron tomographic photograph before heat treatment.
軟鉄に窒素成分を使った熱処理を行い、軟鉄表層に窒化鉄層が形成されている断層写真である。This is a tomographic photograph in which a heat treatment using a nitrogen component is performed on soft iron and an iron nitride layer is formed on the surface of the soft iron.
熱処理前の軟鉄の表面荒さを示すグラフである。It is a graph which shows the surface roughness of the soft iron before heat processing.
熱処理後に、表層に形成された窒化鉄層の表面荒さを示すグラフである。なお、窒化鉄の荒さ測定はグラフの振幅が大きく、作図のさいに縦倍率を軟鉄の半分にしてある。It is a graph which shows the surface roughness of the iron nitride layer formed in the surface layer after heat processing. In addition, the roughness of the iron nitride is large in the amplitude of the graph, and the vertical magnification is half that of soft iron when drawing.
図３、図４のグラフ測定時の表面荒さを表す成績表である。FIG. 5 is a result table showing surface roughness at the time of graph measurement in FIGS. 3 and 4. FIG.
図３と図４の検体の硬度を表す成績書である。これによると、熱処理前の軟鉄の硬度が約１００であるのに対し、熱処理後の軟鉄表層に形成された窒化鉄層の硬度は、およそ５倍の硬度であることが分かる。つまり、軟鉄の両面に非常に硬い層が形成されているため、加熱のストレスに強く変形しにくい構造となっている。5 is a report showing the hardness of the specimens in FIGS. 3 and 4. According to this, the hardness of the soft iron before the heat treatment is about 100, whereas the hardness of the iron nitride layer formed on the surface of the soft iron after the heat treatment is about 5 times the hardness. That is, since very hard layers are formed on both sides of soft iron, the structure is strong against heat stress and difficult to deform.
軟鉄を熱処理し、表層に窒化鉄層を有する鍋から鉄分が溶出したことを表す成績書である。It is a report showing that iron was eluted from a pan having a surface of an iron nitride layer after heat-treating soft iron.
軟鉄製の鉄鍋と、軟鉄を熱処理して表層に窒化鉄層を有する鉄鍋とを水槽に入れた直後の写真である。It is the photograph immediately after putting the iron pan made from a soft iron and the iron pan which heat-processes soft iron and has an iron nitride layer in the surface layer in the water tank.
図８の２４時間経過後の状態を撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the state after 24 hours passage of FIG.
通常の軟鉄製鍋には赤錆びが生じたのに対し、軟鉄を熱処理して表層に窒化鉄層を有する鉄鍋には錆びが生じていないことを示す写真である。It is a photograph which shows that rust does not arise in the iron pan which heat-processes soft iron and has an iron nitride layer in the surface, while red rust has arisen in the usual soft iron pan.
図８〜図１０に至る試験結果報告書である。It is a test result report which leads to FIGS.
軟鉄製の鍋に窒素成分を使った熱処理を行ったのち、取っ手を取り付けた鉄鍋の写真である。This is a picture of an iron pan with a handle after a heat treatment using a nitrogen component in a soft iron pan.
図１２と同一の熱処理を行った、たまご焼き器の写真である。It is a photograph of the egg baking machine which performed the same heat processing as FIG.
図１２と同一の熱処理を行った、天ぷら鍋の写真である。It is a photograph of the tempura hot pot which performed the same heat processing as FIG.