JP2015509416A - 着色された硬質陽極酸化外表面を有する調理用容器を得るための方法 - Google Patents

着色された硬質陽極酸化外表面を有する調理用容器を得るための方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、調理用容器(1)を得るための方法に関連し、次のステップを備える。すなわち、内面(12)およびアルミニウム製の外面(10)を有する容器(10)を製造するステップと、容器(10)の少なくとも外面(11)への硬質陽極酸化処理を実行するステップと、である。本発明では、陽極酸化された外面に対し少なくとも1回の着色ステップが実行され、該着色ステップでは少なくとも1種の水溶性アントラキノン有機染料を用いる。本発明はまた、上記方法によって得られた調理用容器を備える調理用品および電気調理機器に関連する。

Description

本発明は、調理用容器付きの調理機器および調理器具の技術分野に関連する。
本発明は、より具体的には、片手鍋、フライパンや中華鍋などの調理用品(culinary item)のほか、食品を保持するための容器を有する電気調理機器に関連するが、それらに限られるものではない。
特許文献1に記載されているように、表面に硬質陽極酸化層を有するアルミニウム製の調理用容器を製造する公知の方法がある。この表面層は、所望であれば着色されたものであり得る。このようにして得られた表面は、非陽極酸化表面よりも簡単に清浄化できる。しかし、このようにして得られた表面は焦げ付き防止(non-stick)層を有する面ほどには清浄化が容易ではない。
特許文献2および特許文献3には、硬質陽極酸化処理されたアルミニウムフレーム上にPTFEなどの焦げ付き防止コーティングを施した調理用容器の作製法が記載されている。硬質陽極酸化処理は、従ってPTFEコーティングに先立って行われる。この配置は、損耗や割れに対する、および擦過に対するPTFEコーティングの耐性を向上させる。通常、PTFEコーティングは、この種のコーティングの限られた機械的耐久性に従って、調理用容器の内表面を被覆するために主に使用される。
特許文献4に記載されているように、アルミニウムまたはアルミニウム合金製フレームからなる調理用品の少なくとも一方の面にゾル−ゲルコーティングを生成する公知の方法があり、このフレームは陽極酸化アルミニウムで作製することができる。その文献には、厚さ5〜100μmの陽極酸化皮層が説明されている。所望であれば、他の表面はPTFEでコーティングされていてもよい。ゾル−ゲルコーティングは、食器洗い機に対する調理用容器の耐性、ならびに調理用容器の難燃性を向上させる。
特許文献5に記載されているように、着色された硬質陽極酸化外表面をもつ調理用容器を製造する公知の方法があり、そのために硬質陽極酸化外表面にゾル−ゲルコーティングが塗布される。この手順により、外表面の着色が耐久性のある性質の調理用容器であって、食器洗い機で使用される洗浄剤に対する、および炎に対する耐性がある調理用容器が作製される。記載された製造方法の1つの欠点は実施されるプロセスの複雑さにあり、それは多くのステップを必要とする。
英国特許出願公開第1099486号公報 欧州特許出願公開第0424072号公報 欧州特許出願公開第0902105号公報 欧州特許出願公開第1894502号公報 仏国特許出願第1059522号明細書
本発明の目的は、保護コーティングを必要とすることなく、耐久性のある、調理用容器の陽極酸化外表面の着色を提供することにある。
本発明の他の目的は、保護コーティングを必要とすることなく、調理に用いられる炎に対する、または調理に用いられるその他の熱源に対する耐性のある、調理用容器の陽極酸化外表面の着色を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、保護コーティングを必要とすることなく、調理用容器内表面のPTFEコーティングと適合性のある、前記調理用容器の陽極酸化外表面の着色を提供することにある。
これらの目的は、
・アルミニウム製外表面および内表面を有する容器を製造するステップと、
・少なくとも容器の外表面への硬質陽極酸化処理を実行するステップと、を備え、陽極酸化処理が実行された後に、当該陽極酸化処理された外表面に対する少なくとも1回の着色ステップが実行され、該着色ステップでは少なくとも水溶性アントラキノン有機染料(anthraquinone organic dye)を用いる、調理用容器を得るための方法によって充足される。驚くべきことに、このように行われた調理用容器の陽極酸化外表面の着色は、テストの結果、ゾル−ゲル、ワニス、ラッカーまたはPTFEコーティングなどの保護層を必要とすることなく、火炎に曝されたときでさえ耐久性のあることが示されている。
実施される有利な方法では、着色ステップは、1以上の水溶性アントラキノン有機化合物(類)の水溶液中への浸漬を使用する。よって有機溶剤の使用を回避することができる。
実施される好ましい方法では、プロセスは、容器の内部表面にPTFEコーティングを適用するステップを含む。所望であれば、PTFEコーティングステップは、表面処理、ならびに1以上の中間層の塗布を含むことができる。PTFEは、例えばコーティングによって適用することができる。
よって、実施される一方法では、容器の内表面にPTFEコーティングを適用するステップを含み、当該容器の内表面にPTFEコーティングを適用するステップの後に、容器の外表面を硬質陽極酸化するステップが生じるようにする。PTFEコーティングの後に実行される陽極酸化処理は、容器の外表面のみを陽極酸化するという利点を提供しており、容器の外表面および内表面を陽極酸化処理することに比べ、電力および酸の消費量を低減させるとともに、処理時間を短縮する。また、PTFEは、陽極酸化に通常使用される硫酸浴を問題なくサポートする。
所望であれば、プロセスは、容器の内表面にPTFEコーティングを適用するに先立って、容器の内表面および外表面に予備的な硬質陽極酸化を実行するステップを含むことができる。容器の外表面の硬質陽極酸化処理は、容器の外表面へのエッチングステップ後、容器の内表面にPTFEコーティングを適用するステップに続いて生じる。この予備的な硬質陽極酸化は容器の内表面および外表面に関連し、PTFEコーティングの適用に先立って硬質の基部(base)を生成する。
理想的には、PTFEコーティングを用いることなく、硬質陽極酸化ステップおよび着色ステップは容器の外表面および内表面に対して行われる。
本発明の有利な特徴では、硬質陽極酸化は0℃以上の温度で行われる。これより低い陽極酸化温度では、陽極酸化の間に形成される細孔が実際に非常に緻密で非常に小さくなり、陽極酸化処理された表面を染色できなくなる。
本発明の他の有利な特徴によれば、硬質陽極酸化は17℃以下の温度で行われる。これより高い陽極酸化温度では、陽極酸化の間に形成される細孔が大きくなりすぎ、染色には非常に効果的ではあっても陽極酸化が十分に硬質ではなくなる。
本発明の有利な特徴では、硬質陽極酸化は5℃から12℃の範囲の温度で行われる。この範囲の温度では、陽極酸化の間に形成される細孔は、陽極酸化表面を硬くするためには十分に小さくなり、且つ、アントラキノン染料が細孔内に浸透して硬質陽極酸化を着色するためには十分に大きくなる。
これらの目的はまた、上記の特徴の少なくとも1つを有している方法に従って得られた調理用容器で達成される。
実施される有利な方法によれば、容器は、少なくとも1つのアルミニウム製の表面をもつ基板をプレス加工(stamping)することによって得られ、当該表面は容器の外表面を形成する。
よって、実施される方法では、基板は、2つのアルミニウムの表面を有している。例えば、基板は、無垢の(solid)アルミニウム、または2つのアルミニウムの表面および鋼心を有する積層体として作製することができる。所望であれば、鋼はステンレス鋼類から選択することができる。
よって、実施される他の方法では、基板は1つのアルミニウムの表面および1つのステンレス鋼の表面をもつ積層体により形成され、このステンレス鋼表面は、有利には、PTFEコーティングを受容することを企図したものである。
実施される他の有利な方法では、容器は、アルミニウム鋳物で作製される。
実施される有利な方法では、容器の外表面はブラシ加工された(brushed)またはマイクロビーズによるブラスト加工された(microbead-blasted)面を有している。陽極酸化処理は、表面材料を改質する表面処理であって、1以上の層を既存の表面に付加する表面コーティングではない。硬質陽極酸化処理は、滑らかな、または研磨された表面状態に限定されず、陽極酸化は、例えばブラシ加工またはマイクロビーズによるブラスト加工された表面に対しても考慮できるものである。
理想的には、誘導適合型の(induction-compatible)調理用容器を得るために、容器は、強磁性材料からなる少なくとも1つの挿入体を有する。
これらの目的はまた、上記の特徴の少なくとも1つを有する調理用容器と、少なくとも1つのリベットによって、または溶接によって調理用容器に取り付けられたハンドリング具と、からなる調理用品によって充足される。
これらの目的はまた、熱源と組み合わされた、上記の特徴の少なくとも一つを有する調理用容器からなる電気調理機器によっても充足される。
本発明は、限定するものと解釈されるべきではないが、添付の図面に示されている実施例の検討によってより良く理解されるであろう。
図1は、本発明に記載された調理用容器(1)を示す。 図2は、本発明に記載された調理用容器(1)を含む調理用品(100)を示す。 図3は、本発明に記載された調理用容器(1)を含む電気調理機器(200)の例示図である。
図1および図2に示された調理用容器(1)は、アルミニウム製の外表面(11)ならびに内表面(12)をもつ容器(10)を有している。
実施される1つの方法では、容器(10)は、容器(10)の外表面(11)を形成することを企図しているアルミニウム製の少なくとも1つの表面を有する基板(13)をプレス加工(stamping)することにより得られる。
実施の一方法では、基板(13)は、容器(10)の外表面(11)と内表面(12)をそれぞれ形成することを企図している2つのアルミニウム製の面を有している。
所望であれば、基材(13)を無垢のアルミニウムで作製することができる。この目的のために、アルミニウム合金(3003)を使用することもできる。よって、容器(10)を形成するために使用される基板(13)は、このようにアルミニウムシートから切り出される。
実施の他の方法では、基板(13)は、1つアルミニウム表面と1つのステンレス鋼表面とをもつ積層体により形成されている。アルミニウム表面は、容器の外表面(11)を形成することを企図し、ステンレス鋼表面は、容器(10)の内表面(12)を形成することを企図したものである。
実施の他の方法では、容器(10)は、例えばアルミニウム合金AlSi12を有する鋳造アルミニウムで作製される。
所望であれば、容器(10)の外表面(11)は、必ずしも滑らかな、または研磨されたものでなくてもよく、例えば、ブラシ加工された、またはマイクロビーズでブラスト加工された表面を有していてもよい。
所望であれば、容器(10)が例えばフェライト鋼などの強磁性材料で作製された少なくとも1つの挿入体を有することで、誘導により加熱することができる調理用容器(1)が作製されてもよい。好ましくは、強磁性材料はフェライト系ステンレス鋼である。所望であれば、強磁性材料製の挿入体は、1以上の穿孔を有するプレートによって形成されてもよい。挿入体は、理想的には、熱間または冷間圧造(hot or cold heading)により基板(13)のアルミニウムに取り付けられるか、または鋳造アルミニウムで覆われており、穿孔には好ましくはアルミニウムが充填されている。強磁性体で作製される挿入物は、陽極酸化槽などの酸の化学浴においてマスキングされることで保護することができる少なくとも1つの部分を有していてもよい。
本発明に記載される調理用容器(1)は、次のステップを備える方法に従って得られる、すなわち、
・アルミニウム製の外表面と、内表面とを有する容器の製造、
・少なくとも容器の外表面への硬質陽極酸化処理の実行、
である。
ここで、当該陽極酸化に続いて少なくとも1回の着色ステップが実行され、該着色ステップでは少なくとも水溶性アントラキノン有機染料が用いられる。
着色ステップでは、好ましくは1以上の水溶性アントラキノン有機化合物(類)の水溶液中への浸漬を使用する。
アントラキノン色素は、300℃を超え得る温度に対する優れた耐性を提供し、この温度は他の有機染料に対して示される最大温度よりも高い。
アントラキノン染料は、調理用容器の陽極酸化された表面の着色を行うために使用することができ、耐久性を提供する。1以上の着色ステップでは、凝結し、硬質陽極酸化皮層の細孔内部に捕捉されることになるアントラキノン系有機化合物を含む染色浴を用いている。ホットプレート上に置かれる調理用容器の陽極酸化された外表面の着色を保護するために、あるいは、ガスバーナなどのバーナの火炎に曝される場合ですら、保護コーティングの付加はもはや必要ないものとなり得る。
有利な実施の方法では、着色ステップは、水溶性アントラキノン有機化合物の水溶液中への浸漬を使用している。
「Sanodye Violet MRB New」、「Sanodye Blue 2LW」および「Sanodye Blue G」の染料を用いて行ったテストでは、調理器具が使用される温度で驚くほど満足な耐久性が示され、炉内で300℃までの色の熱安定性を有し、これは褐色化するまでガスバーナ上で20分間調理した後でも同様であった。
着色される表面は、着色に先立ってアルカリ製品でエッチングされ、続いて酸性媒体中ですすがれ、中和される。所望であれば、求められる表面外観に応じて、例えば研磨、ブラシ加工、サンドブラスト加工またはショットブラスト加工などの、機械的な準備が先に実行されてもよい。中和後に、リン酸浴に浸漬することによって光沢処理が行われるようにしてもよい。硫酸溶液中での陽極酸化ステップは、10〜500g/lの酸濃度、−10℃〜+30℃の間の温度で、0.1〜5A/dmの電流密度を有する直流(continuous current)を用いて行われる。テストによれば、十分な硬度の陽極酸化を得るためには陽極酸化浴の温度が17℃以下、より好ましくは12℃以下でなければならず、硬質陽極酸化表面の着色を得るためには陽極酸化浴の温度が0℃以上、より好ましくは5℃以上でなければならないことが示されている。陽極酸化処理に続いて複数回のすすぎが行われ、その最後のものは脱塩水(demineralized water)を用いて実行される。この処理範囲とする結果、処理時間に応じて、厚さ5〜100μmおよびビッカース硬度100〜600の範囲で変更可能な陽極酸化層が形成される。
理想的には、着色浴は0.1〜10g/lのアントラキノン染料を含有する水溶液から作られる。水溶液は脱塩水で調製される。得られたpHは4〜6である。染色浴の温度は20〜80℃である。着色時間は求められる色によるが、一般的には1〜60分である。
好ましくは、着色ステップに続いてすすぎステップが実行される。すすぎステップに続いて封止ステップが行われてもよい。封止ステップでは、例えば沸騰水または飽和蒸気を用いることができ、あるいはニッケルおよび/またはリチウムおよび/またはシリコンの金属塩を含有した浴すら使用することができる。しかしながら、封止ステップの使用は、得られた着色の耐久性を目立つほど変化させるようには見えないものである。
プロセスは、理想的には、PTFEコーティングを容器の内表面に適用するステップを含む。PTFEコーティングステップは、例えば、塗布法により行われてもよい。所望であれば、PTFEコーティングステップは、PTFEコーティングされた容器(10)の内表面(12)の抵抗を改善するために、充填されたPTFEを使用することができる。例えば、補強充填物として鉱物粒子を使用することができる。PTFEの調理面を得るために、PTFEコーティングは400℃超(通常420℃程度)の温度に加熱される。よって、PTFEコーティングステップは着色ステップに先立って実行される。
実施される一方法では、容器(10)の外表面(11)に対して実行される硬質陽極酸化ステップは、容器(10)の内表面(12)に対して実行されるPTFEコーティングステップの後に行われる。
所望であれば、容器(10)の内表面(12)に対して実行されるPTFEコーティングステップに先立ち、容器(10)の内表面(12)および外表面(11)に対して実行される予備的な硬質陽極酸化ステップを考慮することができる。この先行する硬質陽極酸化処理は、PTFEコーティングの下で硬いベースを得るために行うことができる。PTFEコーティングの下に硬いベースが存在することで、PTFEコーティングの機械的耐久性が向上する。硬質陽極酸化後にPTFEコーティングを適用することは、例えば特許文献3に記載されている。しかしその後、着色ステップを行う前に、容器(10)の外表面(11)をエッチングして前記外表面(11)を再び陽極酸化する必要がある。そして、容器(10)の外表面(11)に対するエッチングステップの後、容器(10)の内表面(12)に対するPTFEコーティングステップに続いて、容器(10)の外表面(11)に対し硬質陽極酸化ステップが生じる。
実施の他の方法では、硬いベースを得るために、容器(10)の外表面(11)および内表面(12)に対して、硬質陽極酸化ステップが実行され得る。そして、その硬質陽極酸化ステップは、二面(dual-surface)硬質陽極酸化ステップである。
所望であれば、硬質陽極酸化に先立つ表面調製が、酸または塩基型脱脂、および/または酸または塩基型エッチング、および/またはHNO中和を含んでいてもよい。濃度50g/lのNaOH浴において50℃程度の温度で数分間の脱脂を行うことは、満足な結果を生む。
硬質陽極酸化処理は、浴中に浸すことにより行うことができる。また、予備的な陽極酸化処理も浴中に浸漬することによって行うことができる。硬質陽極酸化は、良好な対擦過性および耐衝撃性という利点を提供する。エナメル加工に関しては、容器(10)の内表面(12)に対するPTFEコーティングによって付与される洗浄性を維持しながら、容器(10)を製造するために広範な材料を考慮することができる。
硬質陽極酸化は、例えば、濃度130g/l、温度10℃程度、電流密度1.8A/dmのHSO浴を90分間適用することで得ることができる。温度をほぼ0℃まで低くし、電流密度を大きくすれば、処理時間を短縮することができる。
厚さ10μm〜100μmの陽極酸化層は、着色のオプションについて満足のいく結果を生む。十分な機械的耐久性を有する硬質の陽極酸化皮膜を得るために、好ましくは、陽極酸化層は少なくとも10μmの厚さを有する。このようにして得られた硬質陽極酸化層の硬度は350Hv超である。
一つの好ましい特徴では、陽極酸化処理外表面(11)は、寸法30nm未満、好ましくは20nm未満の細孔を有する。
本発明に記載された方法は、以下の実施例を含むことができる。
例1:内表面(12)のPTFEコーティング、外表面(11)の硬質陽極酸化、硬質陽極酸化された外表面(11)の着色。
例2:硬いベースを得るための容器(10)の予備的な二面硬質陽極酸化、内表面(12)のPTFEコーティング、外表面(11)の硬質陽極酸化、硬質陽極酸化された外表面(11)の着色。
実施例3:硬いベースを得るための容器(10)の二面硬質陽極酸化、外表面(11)の硬質陽極酸化、硬質陽極酸化された外表面(11)および硬質陽極酸化された内表面(12)の着色。
図2は、調理用容器(1)と、少なくとも1つのリベット(3)によって調理用容器(1)に取り付けられたハンドリング具(2)と、を備える調理用品(100)を示す。これを得るために、リベット(3)は調理用容器(1)の容器(10)の穴に組み付けられる。必要であれば、ハンドリング具(2)を調理用容器(1)に取り付けるために複数のリベット(3)が用いられてもよい。好ましくは、ハンドリング具(2)を調理用容器(1)に取り付けるために、2〜4個のリベット(3)が使用される。あるいは、ハンドリング具(2)を調理用容器(1)に溶接することもできる。所望であれば、少なくとも1個の他のリベット(5)によって、または溶接によって、他のハンドリング具(4)を前記調理用容器(1)に取り付けることができる。
図3は、熱源(250)と組み合わせた調理用容器(1)を備える電気調理機器(200)を示す。調理用容器(1)は、熱源(250)を含む加熱ベース(210)に配置された容器を形成する。容器(10)の外表面(11)は熱源(250)上に置かれる。所望であれば、外表面(11)が熱源(250)に取り付けられてもよい。
容器(10)の内表面(12)は必ずしもPTFEでコーティングされていなくてもよい。所望であれば、他のタイプのコーティングを考慮することができる。
変形例として、容器(10)の内表面(12)は必ずしもコーティングされていなくてもよい。所望であれば、容器(10)の内表面(12)は例えば研磨されたものでもよい。
本発明は、記載された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で多くの変形を包含する。

Claims (18)

  1. 調理用容器(1)を得るための方法であって、
    内表面(12)およびアルミニウム製の外表面(10)を有する容器(10)を製造するステップと、
    前記容器(10)の少なくとも前記外表面(11)への硬質陽極酸化処理を実行するステップと、
    を備え、陽極酸化処理が実行された後に、当該陽極酸化処理された外表面に対する少なくとも1回の着色ステップが実行され、該着色ステップでは少なくとも1種の水溶性アントラキノン有機染料を用いることを特徴とする方法。
  2. 前記着色ステップは、1以上の水溶性アントラキノン有機化合物の水溶液中への浸漬を使用することを特徴とする、請求項1に記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  3. 前記容器(10)の前記内表面(12)にPTFEコーティングを適用するステップを含み、前記容器(10)の前記内表面(12)にPTFEコーティングを適用する当該ステップの後に、前記容器(10)の前記外表面(11)を硬質陽極酸化するステップが生じるようにしたことを特徴とする、請求項1または2に記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  4. 前記容器(10)の前記内表面(12)に前記PTFEコーティングを適用するに先立って、前記容器(10)の前記内表面(12)および前記外表面(11)に予備的な硬質陽極酸化を実行するステップを含むとともに、前記容器(10)の前記外表面(11)に硬質陽極酸化を実行するステップは、容器の外表面へのエッチングステップ後、前記容器(10)の前記内表面(12)に前記PTFEコーティングを適用するステップに続いて実行されることを特徴とする、請求項3に記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  5. 前記硬質陽極酸化ステップおよび前記着色ステップは、前記容器(10)の前記外表面(11)および前記内表面(12)に対して実行されることを特徴とする、請求項1または2に記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  6. 前記硬質陽極酸化は0℃以上の温度で行われることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  7. 前記硬質陽極酸化は17℃以下の温度で行われることを特徴とする、請求項6に記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  8. 前記硬質陽極酸化は5℃から12℃の範囲の温度で行われることを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載の、調理用容器(1)を得るための方法。
  9. 請求項1ないし8のいずれかの記載を満たす方法に従って得られたものであることを特徴とする調理用容器(1)。
  10. 前記容器(10)が少なくとも1つのアルミニウム製の表面をもつ基板(13)をプレス加工することによって得られることを特徴とする請求項9に記載の調理用容器(1)。
  11. 前記基板(13)が2つのアルミニウム製表面を有することを特徴とする請求項10に記載の調理用容器(1)。
  12. 前記基板(13)が無垢のアルミニウム製であることを特徴とする請求項10または11に記載の調理用容器(1)。
  13. 前記基板(13)が1つのアルミニウム製表面および1つのステンレス鋼製表面を有する積層体として形成されていることを特徴とする請求項10に記載の調理用容器(1)。
  14. 前記容器(1)が鋳造アルミニウムで作製されていることを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載の調理用容器(10)。
  15. 前記容器(10)の前記外表面(11)が、ブラシ加工された、またはマイクロビーズによるブラスト加工された面を有していることを特徴とする請求項9ないし14のいずれかに記載の調理用容器(10)。
  16. 前記容器(1)が強磁性材料で作製された少なくとも1つの挿入体を有することを特徴とする請求項9ないし15のいずれかに記載の調理用容器(10)。
  17. 調理用容器(1)と、少なくとも1つのリベット(3)によって前記調理用容器(1)に取り付けられたハンドリング具(2)と、を備え、前記調理用容器(1)が請求項9ないし16のいずれかの記載を満たすものであることを特徴とする調理用品(100)。
  18. 熱源と組み合わされた調理用容器(1)を備え、該調理用容器(1)が請求項9ないし16のいずれかの記載を満たすものであることを特徴とする電気調理機器(200)。
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