JP2020103573A - 調理用具 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨作用を有する無機フィラーが調理領域（調理面）近傍にほとんど存在しておらず、調理面が擦れても研磨されにくく、塗膜に傷が付いたり塗膜が摩耗したりしにくくなる調理用具を提供する。【解決手段】調理用具１は、一方の主面側に調理領域１１ａを有する基材と、基材の調理領域１１ａ側に被着された塗膜層とを含み、塗膜層はフッ素系樹脂で形成されており、塗膜層において、基材近傍の領域に無機フィラーが偏在している。【選択図】図１

Description

本発明は調理用具に関する。

従来、食材を加熱調理するための調理用具の１種として、例えば特許文献１に記載のようなフライパンなどが使用されている。このようなフライパンは、家庭や料理店などで幅広く使用されており、金属材料で形成されている。さらに、調理用具への食材の付着や焦げ付きを低減するために、フッ素系樹脂を含む塗膜で調理用具をコーティングすることが知られている。

特開２０１２−２００２９８号公報

本開示の調理用具は、一方の主面側に調理領域を有する基材と、基材の調理領域側に被着された塗膜層とを含む。塗膜層は、無機フィラーを含むフッ素系樹脂で形成されており、塗膜層において、無機フィラーが基材近傍の領域に偏在している。

（Ａ）は、本開示の一実施形態に係る調理用具を示す説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＸ−Ｘ’線で切断した際の断面図を示す。 図１（Ｂ）に記載された領域Ｙの一実施形態を示す拡大断面図である。 図１（Ｂ）に記載された領域Ｙの他の実施形態を示す拡大断面図である。

従来、調理用具にコーティングされている塗膜層には、調理面で生じた摩擦熱を基材側に逃がして耐摩耗性を向上させるために、無機フィラーが分散されている。しかし、無機フィラーは研磨剤などとして使用されることもある物質であり、例えば、食材を炒めたり焼いたりする際に調理面が擦れると、無機フィラーの研磨作用によって塗膜に傷が付いたり塗膜が摩耗したりすることがある。

本開示の調理用具は、一方の主面側に調理領域を有する基材と、基材の調理領域側に被着された塗膜層とを含む。塗膜層はフッ素系樹脂で形成されている。塗膜層において、基材近傍の領域に無機フィラーが偏在している。そのため、研磨作用を有する無機フィラーが調理領域（調理面）近傍にほとんど存在しておらず、調理面が擦れても研磨されにくく、塗膜に傷が付いたり塗膜が摩耗したりしにくくなる。

本開示の一実施形態に係る調理用具について、図１〜３を参照して説明する。これらの図面はあくまで模式的な図面であり、図面の寸法や比率などは実際の調理用具と必ずしも一致していない。

一実施形態に係る調理用具を、図１（Ａ）に示すようにフライパンを例に説明する。図１（Ａ）に示す調理用具（フライパン）１は、本体部１１および柄部１２を備える。本体部１１は底部１１１および側面部１１２を含む。本体部１１は、一般的なフライパンと同様、側面部１１２は比較的低く形成されており、浅めの容器状に形成されている。底部１１１から側面部１１２の上までの高さ、すなわち容器状に形成された本体部１１の深さは適宜設定される。

本体部１１は、平面視したときに円形状を有している。本体部１１の幅は限定されず適宜設定される。

本体部１１は底部１１１および側面部１１２を含み、側面部１１２は底部１１１を囲むように底部１１１の周縁部に形成されている。側面部１１２は底部１１１に対して垂直に形成されていてもよく、底部１１１に対して鈍角に（すなわち、側面部の下部から上部にかけて外側に傾斜するように）形成されていてもよい。底部１１１と側面部１１２とは一体成形されていてもよく、個別に成形して接合してもよい。

柄部１２は棒状の部材であり、本体部１１の側面部１１２に取り付けられている。柄部１２は木材、樹脂、金属などで形成されており、柄部１２を有することによって、調理の際に調理用具１を容易に操作することができる。柄部１２は調理用具に必ず取り付けられる部材ではない。柄部１２は、例えば着脱式であってもよい。

本体部１１は、図１（Ｂ）に示すように、調理領域１１ａと被加熱領域１１ｂとに分けられる。調理領域１１ａは側面部１１２で囲まれた領域に相当し、被加熱領域１１ｂは底部１１１の外面、すなわち調理領域１１ａと反対側の領域に相当する。調理領域１１ａでは、被加熱領域１１ｂに加えられた熱によって食材が加熱される。被加熱領域１１ｂは、ガスコンロ、電気コンロ、電磁調理器（ＩＨ調理器）によって熱が加えられる領域である。被加熱領域１１ｂには、外部からの熱伝導を向上させ、調理用具１の変形を低減する金属材料が取り付けられていてもよい。金属材料としては限定されず、例えば、後述の基材１１’とは異なる金属材料を用いるのがよい。具体的には、基材１１’よりも高い熱伝導率を有する金属材料、基材１１’よりもヤング率の高い材料などが挙げられる。

図１（Ｂ）において、本体部１１（底部１１１および側面部１１２）は単層構造を有しているように記載されている。しかし、本体部１１は多層構造を有している。図２に基づいて具体的に説明する。図２は、図１（Ｂ）に記載された領域Ｙの一実施形態を示す拡大断面図である。図２に示すように、本体部１１は、基材１１’と塗膜層１３とで形成されている。

基材１１’は、金属を主成分とする材料で形成されている。金属としては特に限定されず、例えば、アルミニウム、鉄、銅などが挙げられ、金属を２種以上組み合わせた合金（例えば、ステンレス鋼など）などであってもよい。さらに、基材１１’は異なる材料で形成された複数の層が積層された多層構造（クラッド材構造）を有していてもよい。基材１１’の厚みは調理用具１の用途によって適宜設定され、通常１．５ｍｍ以上であり、２ｍｍ以上であってもよく、通常１２ｍｍ以下であり、１０ｍｍ以下であってもよい。

基材１１’の表面には塗膜層１３が形成されており、この塗膜層１３が形成されている面が調理領域１１ａに相当する。塗膜層１３はフッ素系樹脂で形成されており、フッ素系樹脂としては、分子内にフッ素（Ｆ）を含む樹脂であれば特に限定されない。このようなフッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ポリプロピレン（ＦＬＰＰ）などが挙げられる。

塗膜層１３の耐久性（例えば耐磨耗性など）や基材１１’との接着性をより向上させる点で、フッ素系樹脂の中でも、分子内に架橋構造を有する架橋フッ素樹脂を用いてもよい。塗膜層１３を形成しているフッ素系樹脂は１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

塗膜層１３の厚みは特に限定されず、塗膜層１３は、例えば１μｍ以上の厚みを有し、１０μｍ以上の厚みを有していてもよく、例えば５００μｍ以下の厚みを有し、１００μｍ以下の厚みを有していてもよい。

塗膜層１３には無機フィラー１４が含まれている。無機フィラー１４によって塗膜層１３全体の熱伝導率が向上するため、調理領域１１ａで発生する摩擦熱を基材１１’側に逃がすことができる。無機フィラー１４は、塗膜層１３において、基材１１’近傍の領域に偏在している。無機フィラー１４は一般的に研磨作用を有するものが多く、このような研磨作用を有する無機フィラー１４が調理領域１１ａ（調理面）近傍にほとんど存在していない。そのため、塗膜層１３は調理領域１１ａが擦れても研磨されにくく、塗膜層１３に傷が付いたり塗膜層１３が摩耗したりしにくくなる。

無機フィラー１４は、３００℃以上の耐熱性を有し、かつ人体に対して毒性を有さない物質であれば特に限定されず、例えば、炭化ケイ素などの炭化物；アルミナ、シリカ、酸化マグネシウムなどの酸化物；窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などの窒化物；炭化物セラミック、酸化物セラミック、窒化物セラミックなどから形成されたセラミック粒子；金属粒子；複合系材料などが挙げられる。無機フィラー１４は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、調理領域１１ａで生じた摩擦熱を基材１１’側に逃がしやすくするために、比較的高い熱伝導率（例えば、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上）を有する無機フィラー１４を使用するのがよい。比較的高い熱伝導率を有する無機フィラー１４としては、例えば、炭化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、複合系材料（例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、窒化ホウ素ナノチューブ（ＢＮＮＴ）、炭素繊維など）などが挙げられる。無機フィラー１４は１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

塗膜層１３に含まれる無機フィラー１４は、例えば１μｍ以上の平均粒子径を有し、２０μｍ以上の平均粒子径を有していてもよく、例えば１００μｍ以下の平均粒子径を有し、２５μｍ以下の平均粒子径を有していてもよい。無機フィラー１４の平均粒子径は、例えばレーザー回折散乱法、沈降法などを用いて測定すればよい。

無機フィラー１４の形状は特に限定されない。無機フィラー１４は、例えば、球状や粒状、柱状のように研磨や成形されたような形状を有するだけでなく、単に粉砕して得られる破片のような不定形状を有していてもよい。無機フィラー１４は多孔質であってもよい。多孔質の無機フィラー１４を使用すると、無機フィラー１４の孔に塗膜層１３を形成しているフッ素系樹脂を浸入させることができ、無機フィラー１４と塗膜層１３との密着性をより向上させることができる。無機フィラー１４の粒子径や形状などの種類は、塗膜層１３の表面の凹凸形状や表面粗さに影響を与える。無機フィラー１４の粒子径や形状などの種類は、所望する塗膜層１３の状態に応じて適宜選択すればよい。

塗膜層１３において、無機フィラー１４の含有量は特に限定されない。無機フィラー１４は、塗膜層１３において使用されるフッ素系樹脂１００質量部に対して、例えば１質量部以上の割合で含有され、５質量部以上の割合で含有されてもよく、例えば５０質量部以下の割合で含有され、１５質量部以下の割合で含有されてもよい。

基材１１’の表面に塗膜層１３を形成する方法は特に限定されない。例えば、図２に示すように塗膜層１３が単層構造を有する場合、次のような手順で形成される。まず、無機フィラー１４を分散させたバインダーを、基材１１’の調理領域１１ａ側に塗布する。バインダーとしては特に限定されず、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが挙げられる。次いで、無機フィラー１４を分散させたバインダーの上に、フッ素系樹脂を塗布する。フッ素系樹脂は、必要に応じて溶媒に溶解または分散させてもよい。溶媒としては特に限定されず、例えば、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、界面活性剤（ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤など）などが挙げられる。溶媒は１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。溶媒を用いることによって、塗料の粘度を調節することができ、塗布しやすくすることができる。

無機フィラー１４を分散させたバインダーおよびフッ素系樹脂の塗布方法は限定されず、例えば、スプレー法、刷毛塗り法、浸漬法、静電粉体塗装法などが挙げられる。乾燥方法は、自然乾燥および加熱乾燥のいずれでもよい。乾燥時間も特に限定されず、加熱乾燥の場合は、例えば５０〜１５０℃程度の温度で５〜３０分程度である。このようにして、無機フィラー１４が基材１１’近傍の領域に偏在した塗膜層１３が形成される。

図３に示すように、塗膜層１３が２層以上の多層構造を有する場合、例えば、次のような手順で形成される。まず、基材１１’の調理領域１１ａに、プライマー層１３１を形成する。プライマー層１３１を形成するフッ素系樹脂に無機フィラー１４を分散させて塗料を調製する。塗料を調製する際に必要に応じて、上述の溶剤を使用してもよい。得られた塗料を基材１１’の調理領域１１ａに、スプレー法、刷毛塗り法、浸漬法、静電粉体塗装法など上述の方法で塗布する。塗布後、乾燥させてプライマー層１３１を形成する。乾燥方法は上述の通りであり、自然乾燥および加熱乾燥のいずれでもよい。

次いで、トップコート層１３２を形成する。トップコート層１３２は、プライマー層１３１の表面にフッ素系樹脂を塗布することによって形成される。フッ素系樹脂は、必要に応じて上述の溶媒に溶解または分散させてもよい。塗布方法は、上述のスプレー法、刷毛塗り法、浸漬法、静電粉体塗装法などが挙げられる。塗布後、乾燥させてトップコート層１３２を形成する。乾燥方法は上述の通りであり、自然乾燥および加熱乾燥のいずれでもよい。

図３に示すように、塗膜層１３が多層構造を有する場合、層を形成しているフッ素系樹脂は、全ての層で同じフッ素系樹脂でもよく、異なるフッ素系樹脂であってもよい。塗膜層１３の耐久性をより向上させるために、塗膜層１３を構成している層のうち、少なくとも最表層（トップコート層１３２）が架橋フッ素樹脂で形成されているのがよい。

塗膜層１３が多層構造を有する場合、塗膜層１３は全層の合計で上述の厚みを有していればよい。塗膜層１３が単層構造を有する場合であっても多層構造を有する場合であっても、無機フィラー１４が存在している部分の厚みは、特に限定されない。例えば、調理領域１１ａで発生した摩擦熱を基材１１’側に逃がす効果と無機フィラー１４の研磨作用とを考慮すると、塗膜層１３の厚みの１０〜８０％程度であり、３０〜５０％程度であるのがよい。

以上のように、本開示の調理用具は、基材の調理領域側に被着された塗膜層がフッ素系樹脂で形成されている。塗膜層において、基材近傍の領域に無機フィラーが偏在している。そのため、研磨作用を有する無機フィラーが調理領域近傍にほとんど存在しておらず、調理面が擦れても研磨されにくく、塗膜に傷が付いたり塗膜が摩耗したりしにくくなる。さらに、塗膜層に無機フィラーは存在しているため、調理領域で生じた摩擦熱を基材側に逃がすこともできる。

本開示の調理用具は、上述の一実施形態に限定されない。例えば、上述の一実施形態に係る調理用具１において、塗膜層１３が多層構造を有する場合、塗膜層１３はプライマー層１３１とトップコート層１３２との２層構造を有している。しかし、塗膜層は２層構造に限定されず、３層以上の多層構造を有していてもよい。塗膜層が３層以上の多層構造を有する場合、プライマー層とトップコート層との間に、例えば中間層などが形成される。中間層には、無機フィラーが存在していても存在していなくてもよい。中間層に無機フィラーを存在させるか否かは、塗膜層において、無機フィラーが存在している部分の厚みを考慮して、適宜決定すればよい。

上述の一実施形態に係る調理用具１はフライパンを例に説明している。しかし、本開示の調理用具はフライパン以外にも、例えば、金属材料を基材とし、各種食材を加熱調理するために使用される調理用具であれば、特に限定されない。このような調理用具としては、例えば、ホットプレート、たこ焼きプレート、加熱水蒸気調理器用プレート、オーブン用プレート、鍋、グリル鍋、中華鍋、やかん、炊飯釜、鉄板焼き用の鉄板、ミルクパン、すき焼鍋、クレープ鍋、パン焼き機、餅つき機、製麺機などが挙げられ、特に限定されない。

以下、実施例を挙げて本開示の調理用具を具体的に説明するが、本開示の調理用具は以下の実施例に限定されるものではない。

表１に示すプライマー層およびトップコート層を塗膜層とするフライパンを作製した。フライパンの基材としては、アルミニウムを使用した。プライマー層とトップコート層との境界は、電子顕微鏡を用いた縦断面観察で視認可能であった。プライマー層およびトップコート層を形成している樹脂は、いずれも架橋フッ素樹脂である。
ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン
ＰＦＡ：テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体

表１に示すいずれのフライパンも、プライマー層は２０±５μｍの厚みを有し、トップコート層は２０±５μｍの厚みを有していた。無機フィラーとしては、炭化ケイ素（ＳｉＣ：平均粒子径約１０μｍ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃：平均粒子径約４μｍ）およびシリカ（ＳｉＯ₂：平均粒子径約２０μｍ）を用いた。プライマー層およびトップコート層に含まれる無機フィラーの割合を表１に示す。

表１に示す各フライパン（試料Ｎｏ．１〜８）について、耐摩耗性を検証した。耐摩耗性の検証は、スピンディスクにより行った。具体的には、ＪＩＳ Ｋ−７２１８に準拠して、リングオンディスク式耐摩耗試験により行った。耐摩耗性は、ＰＶ値（荷重圧力×速度）で示し、ＰＶ値が大きいほど優れた耐摩耗性を有していることを示す。結果を表１に示す。

表１に示すように、いずれの試料（フライパン）も塗膜層として架橋フッ素樹脂を使用しているため、比較的大きなＰＶ値を示している。特に、本開示の調理用具に包含される試料Ｎｏ．１〜４のフライパンは、本開示の調理用具に包含されない試料Ｎｏ．５〜８のフライパンと比べてＰＶ値が大きく、優れた耐摩耗性を有していることがわかる。さらに、無機フィラーについて、炭化ケイ素またはアルミナを用いた試料Ｎｏ．１、３および４のフライパンは、シリカを用いた試料Ｎｏ．２のフライパンよりもＰＶ値が大きく、より優れた耐摩耗性を有していることがわかる。

１ 調理用具（フライパン）
１１ 本体部
１１１ 底部
１１２ 側面部
１１ａ 調理領域
１１ｂ 被加熱領域
１１’ 基材
１２ 柄部
１３ 塗膜層
１３１ プライマー層
１３２ トップコート層
１４ 無機フィラー

Claims (9)

1. 一方の主面側に調理領域を有する基材と、基材の調理領域側に被着された塗膜層とを含み、
   前記塗膜層はフッ素系樹脂で形成されており、
   前記塗膜層において、前記基材近傍の領域に無機フィラーが偏在していることを特徴とする調理用具。
2. 前記無機フィラーが、８μｍ以上２５μｍ以下の平均粒子径を有する請求項１に記載の調理用具。
3. 前記無機フィラーが、前記フッ素系樹脂１００質量部に対して１質量部以上５０質量部以下の割合で含まれる請求項１または２に記載の調理用具。
4. 前記フッ素系樹脂が架橋フッ素樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の調理用具。
5. 前記塗膜層が少なくとも２層の多層構造を有しており、前記基材と接触している層には前記無機フィラーが含まれ、最表層には前記無機フィラーが含まれていない請求項１〜３のいずれかに記載の調理用具。
6. 前記塗膜層が前記基材と接触している層と前記最表層との２層構造である請求項５に記載の調理器具。
7. 前記塗膜層のうち、少なくとも前記最表層が架橋フッ素樹脂で形成されている請求項５または請求項６に記載の調理用具。
8. 前記塗膜層が１μｍ以上５００μｍ以下の厚みを有する請求項１〜７のいずれかに記載の調理用具。
9. フライパンである請求項１〜８のいずれかに記載の調理用具。

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