JP2021192821A - 緻密な構造の導磁性コーティング層及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】緻密な構造の導磁性コーティング層を提供する。【解決手段】導磁性コーティング層２は、層状のコーティング層として基材の表面にコーティングされ、前記導磁性コーティング層は、コールドスプレープロセスにより作られ、導磁性コーティング層の空隙率は、０．０５〜０．２５％である。導磁性コーティング層は、緻密性が高く、結合力が強く、剥落しにくいという特性を有し、空隙率が０．０５〜０．２５％であり、導磁性コーティング層の結合力及び電磁加熱パワーを向上させるという有益な効果を奏する。この範囲より低い場合、プロセスの実施が困難であるという問題を引き起こし、この範囲より高い場合、導磁性コーティング層の結合力及び電磁加熱パワーが低下するという問題を引き起こす。本発明は、さらに、緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法、導磁性コーティング層を含む鍋体及び調理器具。【選択図】図１

Description

本発明は、鍋類の技術分野に関し、特に緻密な構造の導磁性コーティング層及びその製造方法に関する。

アルミニウム合金や３０４ステンレス鋼などの材質は、家電製品に非常に広く使われるが、これらの非磁性又は導磁性が弱い材質の鍋類が備える電磁加熱機能が理想的ではない。例えば、アルミニウム製のＩＨ加熱圧力鍋又はフライパンなどは、従来のプロセスでは、部分的に加熱ろう付け又はカシメ接合の方式を採用し、基体である鍋類の底部には導磁性のある1層の４３０ステンレス鋼のシートを設ける。しかし、この二種類のプロセスは、鍋の高い部位にあるステンレス鋼複合底板の問題を解決することができず、その電磁加熱パワーが比較的小さい。特に、後者であるカシメ接合製造技術において、アルミニウム鍋の底部に鉄板（又は４３０ステンレス鋼）を重ね合わせるプロセスを行う際に、鉄板（又は４３０ステンレス鋼）に複数の穴を開ける必要がある。しかし、こうすると、材料の緻密性が低下し、その磁束線を切断する密度が低下し、その電磁加熱の渦電流効果が低下し、それに応じて加熱パワーが低下する。鍋の底部に緻密な導磁性コーティング層を製造することにより、この問題を効果的に解決することができる。

良好な電磁加熱効果を実現するために、コールドスプレー技術を採用することにより、これらの鍋類の底部に緻密性の高い導磁性コーティング層を設ける。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ合金、４３０ステンレス鋼などの微粉末を原材料とし、コールドスプレーのプロセスパラメータを制御して、空隙率の低い緻密な構造の導磁性コーティング層（０．０５〜０．５％）を設けることにより、非磁性又は弱磁性の鍋類の電磁加熱効率を著しく向上させることができる（最大出力電力が１６００〜２０００Ｗに達する）。

該コールドスプレー技術によりアルミニウム鍋の底部に製造された導磁性コーティング層の性能は、明らかに溶射により製造された導磁性コーティング層より優れていて、現在のアルミニウム合金/ステンレス鋼複合底板、又はアルミニウム合金/ステンレス鋼複合板により製造された鍋類又は調理器具一部に取って代わることができ、ＩＨ加熱の小型家電製品の製造コストを著しく低下させ、急速かつ効率的に電磁加熱するという目的に達する。ここで、ＩＨはＩｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇの略称であり、電磁誘導による2次電流（渦電流）が被加熱材料を通過する際に発生するジュール熱を利用することを指す。

従来技術に存在する問題に鑑みて、本発明が解決しようとする技術的課題は、緻密な構造の導磁性コーティング層を提供することであり、該導磁性コーティング層は、コールドスプレー技術のプロセスパラメータを厳密に制御することにより取得され、緻密性が良く、剥落し難く、性能が安定しており、安定的に量産することができる。本発明が解決しようとするもう一つの技術的課題は、上記の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法を提供することである。本発明が解決しようとするさらに一つの技術的課題は、上記の緻密な構造の導磁性コーティング層を有する鍋体及び鍋類を提供することであり、前記鍋類は、良好な電磁加熱効果を有する。

本発明の上記技術的課題を解決するための技術案は、以下の通りである。層状のコーティング層として基材の表面にコーティングされる緻密な構造の導磁性コーティング層であって、前記導磁性コーティング層は、コールドスプレープロセスにより作られ、導磁性コーティング層の空隙率は、０．０５〜０．２５％である、緻密な構造の導磁性コーティング層を提供する。

好ましくは、前記導磁性コーティング層の厚さが、０．１〜０．６ｍｍである。

コールドスプレー（ＣＳ：Ｃｏｌｄ Ｓｐｒａｙ）は、気体動力スプレー技術とも呼ばれ、一定の塑性を有する高速固相粒子が基体と衝突した後、強烈な塑性変形を経て堆積が発生し、導磁性コーティング層を形成する方法を指す。通常の条件において、一般的な概念は、固相粒子が何らかの基体と衝突した後、固相粒子は基体に対してアブレーション作用が生じることを指す。

本発明による有益な効果は、前記導磁性コーティング層は、緻密性が高く、結合力が強く、剥落しにくいという特性を有し、空隙率が０．０５〜０．２５％であり、導磁性コーティング層の結合力及び電磁加熱電力を向上させるという有益な効果を有し、この範囲より低い場合、プロセスの実施が困難であるという問題を引き起こし、この範囲より高い場合、導磁性コーティング層の結合力及び電磁加熱電力が低下するという問題を引き起こす。

さらに、前記導磁性コーティング層は、作動ガスにより導磁性金属の粉末をスプレーコーティングする構造体の表面にコールドスプレーすることで形成されたコーティング層である。

さらに、前記作動ガスは、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスのうちの一種又は複数種である。

さらに、前記導磁性金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼から選ばれる一種又は複数種を混合したものである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼は、それぞれ導磁率が良好であるという特性を有し、これらの粉末で製造される導磁性コーティング層は、良好な電磁加熱効果を有する。

さらに、前記導磁性金属の粉末の粒度は、１〜５０μｍである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、比較的小さい粒度の導磁性金属の粉末を採用すると、導磁性コーティング層の緻密性及び結合力を向上させることに有利であり、もし粉末の粒度が大きすぎると、導磁性コーティング層の表面が粗くなったり、導磁性コーティング層の緻密性が悪くなるなどの問題を引き起こし易い。

本発明において、上記のもう一つの技術的課題を解決するための技術案は以下の通りである。緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法であって、作動ガスにより導磁性金属の粉末をスプレーコーティングする構造体の表面にコールドスプレーするステップを含む製造方法を提供する。

さらに、前記作動ガスは、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスのうちの一種又は複数種である。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスは、それぞれ保護雰囲気としての特性を有し、導磁性コーティング層の製造過程において、導磁性コーティング層の基材の粉末が大量に酸化されないように保護するという効果を有する。

さらに、前記コールドスプレーの噴射圧力は、１〜３．５Ｍｐａである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記圧力を採用すると、導磁性コーティング層が良好な結合力を備えることを保証するのに有利であり、圧力が高すぎると、後期にスプレーされる粉末が堆積されにくく、導磁性コーティング層の厚さが増加できないという問題を引き起こし、圧力が低すぎると、金属粉末の速度が堆積臨界速度より低くなり、常に基体の表面に堆積されにくいという問題を引き起こす。

さらに、前記コールドスプレーの噴射温度は、５７３〜１２７３Ｋである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記温度を採用すると、導磁性コーティング層の緻密性及び結合力などの向上に有利であり、温度が高すぎると、スプレーガンが、長期に亘って高温に晒され、部品が損傷しやすいという問題を引き起こし、温度が低すぎると、導磁性コーティング層の結合力及び緻密性が悪いなどの問題を引き起こす。

さらに、前記コールドスプレーの気体速度は、１〜２．４ｍ^３/ｍｉｎである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記気体速度を採用すると、粉末粒子が十分な速度（堆積臨界速度よりやや高い）を有することを保証するのに有利であり、粉末が効果的に堆積されることができる。気体速度が高すぎると、粒子の飛行速度が高すぎることになり、既存の導磁性コーティング層をアブレーションしてしまい、後期に導磁性コーティング層が堆積されにくいという問題を引き起こす。気体速度が低すぎると、粉末粒子の飛行速度が低くなり、粉末が鍋体の表面に堆積されにくいという問題を引き起こす。

さらに、前記コールドスプレーの導磁性粉末の搬送速度は、５〜１５ｋｇ/ｈである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記搬送速度を採用すると、粉末の実効堆積率の向上に有利であり、搬送速度が高すぎると、粉末の平均飛行速度が低下し、粉末の堆積率が低下するという問題を引き起こし、搬送速度が低すぎると、粉末の実効堆積率が低下するという問題を引き起こす。

さらに、前記コールドスプレーの噴射距離は、１０〜５０ｍｍである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記噴射距離を採用すると、導磁性コーティング層の堆積効率の向上に有利であり、噴射距離が長すぎると、粒子が飛行して基体の表面に至ったときの速度が低すぎ、堆積されにくいという問題を引き起こし、噴射距離が低すぎると、粒子が飛行して基体の表面に至ったときの速度が高すぎ、前期に製造された導磁性コーティング層をアブレーションしてしまい、後期の導磁性コーティング層が厚く堆積されにくいという問題を引き起こす。

さらに、前記コールドスプレーの消費電力は、１５〜５５ｋＷである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、上記消費電力を採用すると、保護気体を効果的に加熱するのに有利であり、熱い保護気体が、粉末に対して良好な予備加熱することで、粉末が適切なスプレー温度に達することができる。消費電力が高すぎると、気体温度が高すぎ、ノズルのシールリングなどが損傷しやすいという問題を引き起こし、消費電力が低すぎると、保護気体の加熱温度が比較的低くなり、粉末の予備加熱温度が不足し、導磁性コーティング層の結合力が悪くなるなどの問題を引き起こす。

さらに、前記導磁性金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼から選ばれる一種又は複数種を混合したものである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼は、それぞれ磁気伝導率が良好であるという特性を有し、これらの粉末で製造された導磁性コーティング層は、良好な電磁加熱効果を有する。

さらに、前記導磁性金属の粉末の粒度は、１〜５０μｍである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、比較的小さい粒度の導磁性金属の粉末を採用すると、導磁性コーティング層の緻密性及び結合力の向上に有利であり、粉末の粒度が高すぎると、導磁性コーティング層の表面が粗くなったり、導磁性コーティング層の緻密性が悪くなるなどの問題を引き起こしやすい。

さらに、前記導磁性コーティング層の厚さは、０．１〜０．６ｍｍである。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、導磁性コーティング層の厚さが、０．１〜０．６ｍｍであると、導磁性コーティング層が良好な電磁加熱効果を備え、生産効率を向上することを保証するのに有利であり、厚さが高すぎると、生産効率が低下するなどの問題を引き起こし、厚さが低すぎると、導磁性コーティング層の電磁加熱パワーが低くなるという問題を引き起こす。

本発明は、鍋本体と、前記の緻密な構造の導磁性コーティング層とを含む鍋体であって、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置し、且つ鍋本体の側壁の下部及び/又は底部に位置する鍋体を提供する。

さらに、前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金、ステンレス鋼、高強度セラミックス及び高強度ガラスのうちの一種又は複数種である。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、アルミニウム合金、ステンレス鋼、高強度セラミックス及び高強度ガラスは、それぞれ非導磁性又は弱導磁性であるという特性を有し、これらの表面に導磁性コーティング層を製造した後、いずれも良好な電磁加熱効果を有する。

本発明は、電磁誘導コイルと、上記鍋体とを含み、前記電磁誘導コイルが前記導磁性コーティング層に対応して設置される調理器具を提供する。調理器具は、鍋類であってもよいが、鍋類に限定されない。

さらに、前記電磁誘導コイルの前記鍋体への投影を投影領域とし、前記投影領域は、前記導磁性コーティング層内に位置し、且つ前記投影領域の領域周縁は、前記導磁性コーティング層の周縁から１ｍｍ以上離れている。

さらに、前記電磁誘導コイルと前記導磁性コーティング層の外表面との間の間隔は、１０ｍｍより小さい。

上記技術案を採用することによる有益な効果は、鍋類自身が、比較的高い強度を有し、その表面に導磁性コーティング層を効果的にコールドスプレーして堆積させることができ、導磁性コーティング層の特徴により良好な電磁加熱効果が保証される。

図１は本発明の一部の構造概略図である。 図２は実施例２の空隙率の検出結果である。

以下、具体的な実施例に合わせて本発明の原理及び特徴について説明する。これらの実施例は、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明の範囲を限定するためのものではない。

本発明は、層状のコーティング層として基材の表面に既にコーティングされた緻密な構造の導磁性コーティング層であり、前記導磁性コーティング層は、コールドスプレープロセスにより作られ、導磁性コーティング層の空隙率は、０．０５〜０．２５％である。好ましくは、導磁性コーティング層の厚さは、０．１〜０．６ｍｍである。

本発明は、緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法をさらに開示し、この製造方法は、作動ガスにより導磁性金属の粉末をスプレーコーティングする構造体の表面にコールドスプレーするステップを含む。

前記作動ガスは、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスのうちの一種又は複数種である。前記コールドスプレーの噴射圧力は、１〜３．５Ｍｐａである。前記コールドスプレーの噴射温度は、５７３〜１２７３Ｋである。前記コールドスプレーの気体速度は、１〜２．４ｍ^３/ｍｉｎである。前記コールドスプレーの導磁性粉末の搬送速度は、５〜１５ｋｇ/ｈである。前記コールドスプレーの噴射距離は、１０〜５０ｍｍである。前記コールドスプレーの消費電力は、１５〜５５ｋＷである。前記導磁性金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼から選ばれる一種又は複数種を混合したものである。前記導磁性金属の粉末の粒度は、１〜５０μｍである。前記導磁性コーティング層の厚さは、０．１〜０．６ｍｍである。

さらに、上記プロセス条件は、以下の通りであってもよい。前記作動ガスは、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスのうちの一種又は複数種である。前記コールドスプレーの噴射圧力は、１．８〜２．５Ｍｐａである。前記コールドスプレーの噴射温度は、１１７３〜１２７３Ｋである。前記コールドスプレーの気体速度は、１．６〜２．４ｍ^３/ｍｉｎである。前記コールドスプレーの導磁性粉末の搬送速度は、７〜１０ｋｇ/ｈである。前記コールドスプレーの噴射距離は、２０〜４０ｍｍである。前記コールドスプレーの消費電力は、２０〜５０ｋＷである。前記導磁性金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼から選ばれる一種又は複数種を混合したものである。前記導磁性金属の粉末の粒度は、１０〜４０μｍである。前記導磁性コーティング層の厚さは、０．１５〜０．４ｍｍである。導磁性コーティング層の空隙率は、０．１〜０．２４％である。

鍋本体と、前記導磁性コーティング層とを含む鍋体において、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置し、且つ鍋本体の側壁の下部及び底部に位置する。前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金、ステンレス鋼、高強度セラミックス及び高強度ガラスのうちの一種又は複数種である。

鍋体を製造する際には、鍋本体の外表面に対して基体の前処理を行うことができ、前記基体の前処理の方法は、鍋本体の基材の外表面における不純物に対して脱油脱脂処理を行うことであり、選択的には、基体の前処理の前に、鍋本体の基材のスプレーコーティングする表面に対してサンドブラスト処理を行う。

電磁誘導コイルと、上記鍋体とを含む調理器具において、前記電磁誘導コイルが前記導磁性コーティング層に対応して設置される。

前記電磁誘導コイルの前記鍋体への投影を投影領域とし、前記投影領域は、前記導磁性コーティング層内に位置し、且つ前記投影領域の領域周縁は、前記導磁性コーティング層の周縁から１ｍｍ以上離れている。前記電磁誘導コイルと前記導磁性コーティング層の外表面との間の間隔は、１０ｍｍより小さい。

以下、一部の具体的な実施例により具体的に説明する。

コールドスプレーシステムを採用して、空気を圧縮することで導磁性金属粉末を臨界速度まで加速させる。導磁性金属粉末はノズルを介して噴出し、鍋体の外表面を直撃した後、物理的変形が発生する。導磁性金属粉末は鍋体の外表面に衝突して潰され、強固に付着し、１層の緻密性が非常に良好な導磁性層を形成し、鍋類に導磁性を付与する。

図面における図１は、選択図であり、図１に示すように、図１は本発明のコールドスプレー導磁性コーティング層を含む鍋の一部の構造概略図である。鍋本体１の底部、又は底部と弧状の立ち上がり部とに、導磁性コーティング層２をスプレーコーティングする。鍋本体１と導磁性コーティング層２との間は、主として機械的結合の方式で結合され、両者は、電磁加熱可能な鍋類/調理器具を構成する。

実施例１
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金である。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする表面に対して脱油脱脂処理を行った。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の外表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．８％であるＦｅ粉末を採用し、粉末の粒度は１０〜２０μｍであり、作動ガスは、高純度窒素ガスを採用し、窒素ガスの純度は９９．９９％であり、スプレー距離は２５〜３０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１２２３〜１２７３Ｋであり、消費電力は２０〜３５ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は７〜８ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は１．８〜２．０Ｍｐａであり、気体速度は１．６〜１．８ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．１５〜０．２ｍｍであり、空隙率は０．１４〜０．１６％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱最大電力は、１８００Ｗに達した。

実施例２
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、３０４ステンレス鋼である。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．８％であるＦｅ粉末を採用し、粉末の粒度は１０〜２０μｍであり、作動ガスは、高純度窒素ガスを採用し、窒素ガスの純度は９９．９９％であり、スプレー距離は２５〜３０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１１７３〜１２２３Ｋであり、消費電力は２５〜３０ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は８〜９ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は２〜２．１Ｍｐａであり、気体速度が１．８〜２．０ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．３〜０．４ｍｍであり、空隙率は０．１０〜０．１２％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱最大電力は、１８４０Ｗに達した。

実施例３
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金である。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。

１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。前記鍋本体は、アルミニウム合金の内鍋である。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．５％であるＦｅ−Ｓｉ合金粉末を採用し、粉末の粒度は２０〜４０μｍであり、作動ガスは、高純度窒素ガスを採用し、窒素ガスの純度は９９．９９％であり、スプレー距離は２５〜４０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１１７３〜１２２３Ｋであり、消費電力は２５〜３０ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は７〜９ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は１．８〜２．１Ｍｐａであり、気体速度は１．８〜２．０ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．２〜０．３ｍｍであり、空隙率は０．１５〜０．１８％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱最大電力は、１７８０Ｗに達した。

実施例４
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金である。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。前記鍋本体は、アルミニウム合金の内鍋である。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．５％であるＮｉ粉末を採用し、粉末の粒度は２０〜４０μｍであり、作動ガスは、高純度窒素ガスを採用し、窒素ガスの純度は９９．９９％であり、スプレー距離は３０〜４０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）が１２２３〜１２７３Ｋであり、消費電力は３０〜５０ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は８〜１０ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は２．３〜２．５Ｍｐａであり、気体速度は２．０〜２．２ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．３〜０．４ｍｍであり、空隙率は０．１５〜０．１８％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱する最大電力は、１７５０Ｗに達した。

実施例５
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、高ホウ素ガラスである。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。前記鍋本体は、高ホウ素ガラスの内鍋である。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．５％であるＦｅ合金粉末を採用し、粉末の粒度は２０〜４０μｍであり、作動ガスは、高純度ヘリウムガスを採用し、ヘリウムガスの純度は９９．９％であり、スプレー距離は２５〜４０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１２２３〜１２７３Ｋであり、消費電力は３０〜４０ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は７〜９ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は２．１〜２．４Ｍｐａであり、気体速度は２．０〜２．４ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．２〜０．３ｍｍであり、空隙率は０．１８〜０．２％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱最大電力は、１８５０Ｗに達した。

実施例６
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、高強度アルミナセラミックスである。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。前記鍋本体は、高強度アルミナセラミックスの内鍋である。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の外表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．５％である４３０ステンレス鋼の粉末を採用し、粉末の粒度は１０〜２０μｍであり、作動ガスは、高純度ヘリウムガスを採用し、ヘリウムガスの純度は９９．９％であり、スプレー距離は２５〜４０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１１２３〜１１７３Ｋであり、消費電力は２０〜３０ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は７〜９ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は１．８〜２．０Ｍｐａであり、気体速度は１．７〜２．０ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．２〜０．３ｍｍであり、空隙率が０．２〜０．２２％である。この鍋体が取り付けられている鍋の電磁加熱最大電力は、１７６０Ｗに達した。

実施例７
鍋体は、鍋本体と、導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置する。前記鍋本体の材質は、３０４ステンレス鋼である。

コールドスプレープロセスを利用して鍋本体に導磁性コーティング層を製造することは、以下のステップを含む。１．鍋本体の外表面のスプレーコーティングする必要のない位置に対して遮蔽治具で遮蔽処理を行った。前記鍋本体は、３０４ステンレス鋼の内鍋である。２．作動ガスにより導磁性金属の粉末を鍋本体の表面にコールドスプレーし、前記導磁性金属の粉末が鍋本体の表面に導磁性コーティング層を形成した。具体的なプロセスパラメータは、以下の通りである。（１）導磁性粉末は、純度が９９．０〜９９．５％であるＮｉ粉末を採用し、粉末の粒度が１０〜４０μｍであり、作動ガスは、高純度窒素ガスを採用し、窒素ガスの純度は９９．９９％であり、スプレー距離は２０〜４０ｍｍであり、スプレー温度（即ち気体加熱温度）は１１７３〜１２２３Ｋであり、消費電力は２０〜３５ｋＷであり、導磁性粉末の搬送速度は８〜９ｋｇ/ｈであり、噴射圧力は２．１〜２．４Ｍｐａであり、気体速度は２．０〜２．１ｍ^３/ｍｉｎである。（２）製造された導磁性コーティング層の厚さは０．２〜０．３ｍｍであり、空隙率は０．２２〜０．２４％である。この鍋体が取り付けられている鍋類の電磁加熱最大電力は、１７８０Ｗに達した。

比較例１
実施例１に基づいて、スプレー温度（即ち気体加熱温度）を４２３〜５７３Ｋに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例２
実施例１に基づいて、スプレー温度（即ち気体加熱温度）を５７３〜６２３Ｋに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例３
実施例１に基づいて、スプレー距離を４０〜５０ｍｍに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例４
実施例１に基づいて、スプレー距離を５０〜６０ｍｍに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例５
実施例１に基づいて、粉末の粒度を５０〜８０μｍに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例６
実施例１に基づいて、粉末の粒度を８０〜１００μｍに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

比較例７
実施例１に基づいて、噴射圧力を０．８〜１．０Ｍｐａに変更した。それ以外は、いずれも実施例１と同じである。

各実施例及び各比較例について、それぞれ空隙率、結合力及び電磁加熱電力を検出した。

図２は、本発明の実施例２の空隙率の測定結果である。空隙率の計算方法は、空隙の面積と、測定するサンプルの面積との百分比である。検出した結果、空隙率は０．１２％であり、コーティング層は空隙が少なく、非常に緻密であり、緻密性が良好であることを示している。

空隙率、結合力及び電磁加熱電力の検出結果を表１に示す。

表１のデータから分かるように、コールドスプレーのプロセスパラメータを厳密に制御することにより、非導磁性材質の鍋類又は調理器具の表面に、緻密性の高い導磁性コーティング層を製造することができる。非磁性材質の鍋類の導磁性を効果的に実現したり、弱導磁性材質の鍋類の電磁加熱機能を向上させることができる。また、この導磁性コーティング層は結合力が強い。導磁性コーティング層の原材料は、導磁性が優れたＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ、４３０ステンレス鋼などの微粉末である。導磁性コーティング層の特徴は、空隙率が０．１〜０．２５％であることが好ましい。

なお、本発明の説明において、「頂」、「底」、「内」、「外」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づいており、本発明を便利且つ簡単に説明するためのものに過ぎず、その装置又は部品が特定の方位を有していたり、特定の方位において構成され操作される必要であることを指示又は暗示するものではないので、本発明を限定するものと理解してはならない。なお、「第１」、「第２」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、相対的重要性を指示又は暗示すると理解してはならない。

上記は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、本発明の趣旨と原則とを逸脱しない範囲内において行うあらゆる修正、均等な置換え、改善などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

図面において、各符号が表す部材のリストは以下の通りである。
１： 鍋本体
２： 導磁性コーティング層

本発明の上記技術的課題を解決するための技術案は、以下の通りである。鍋体は、鍋本体と、緻密な構造の導磁性コーティング層とを含む。前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置し、且つ鍋本体の側壁の下部及び/又は底部に位置し、前記導磁性コーティング層は、層状のコーティング層として前記鍋本体の外表面にコーティングされる。前記導磁性コーティング層は、前記鍋本体とコールドスプレープロセスによって結合する。前記導磁性コーティング層の空隙率は、０．１０〜０．２４％である。塑性変形により堆積形成される前記導磁性コーティング層の厚さは、０．１５〜０．４ｍｍの範囲に収まっている。前記鍋本体は非導磁性又は弱導磁性材料からなる鍋本体である。前記導磁性コーティング層はＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれる一種又は複数種を混合したものである。

Claims (17)

1. 層状のコーティング層として基材の表面にコーティングされる緻密な構造の導磁性コーティング層であって、
   前記導磁性コーティング層は、コールドスプレープロセスにより作られ、前記導磁性コーティング層の空隙率は０．０５〜０．２５％であることを特徴とする、
   緻密な構造の導磁性コーティング層。
2. 前記導磁性コーティング層の厚さは０．１〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層。
3. 作動ガスにより導磁性金属の粉末を、スプレーコーティングする構造体の表面にコールドスプレーするステップを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
4. 前記作動ガスは、空気、ヘリウムガス及び窒素ガスのうちの一種又は複数種であることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
5. 前記コールドスプレーの噴射圧力は１〜３．５Ｍｐａであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
6. 前記コールドスプレーの噴射温度は５７３〜１２７３Ｋであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
7. 前記コールドスプレーの気体速度は１〜２．４ｍ^３/ｍｉｎであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
8. 前記コールドスプレーの導磁性粉末の搬送速度は５〜１５ｋｇ/ｈであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
9. 前記コールドスプレーの噴射距離は、１０〜５０ｍｍであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
10. 前記コールドスプレーの消費電力は１５〜５５ｋＷであることを特徴とする、請求項３に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
11. 前記導磁性金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｓｉ及びステンレス鋼から選ばれる一種又は複数種を混合したものであることを特徴とする、請求項３〜１０の何れか一項に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
12. 前記導磁性金属の粉末の粒度は１〜５０μｍであることを特徴とする、請求項３〜１０の何れか一項に記載の緻密な構造の導磁性コーティング層の製造方法。
13. 鍋本体と、請求項１又は２に記載の導磁性コーティング層とを含み、前記導磁性コーティング層は、鍋本体の外表面に位置し、且つ鍋本体の側壁の下部及び/又は底部に位置することを特徴とする鍋体。
14. 前記鍋本体の材質は、アルミニウム合金、ステンレス鋼、高強度セラミックス及び高強度ガラスのうちの一種又は複数種であることを特徴とする、請求項１３に記載の鍋体。
15. 電磁誘導コイルと、請求項１３又は１４に記載の鍋体とを含み、前記電磁誘導コイルは前記導磁性コーティング層に対応して設置されていることを特徴とする、調理器具。
16. 前記電磁誘導コイルの前記鍋体への投影を投影領域とし、前記投影領域は、前記導磁性コーティング層内に位置し、且つ前記投影領域の領域周縁は、前記導磁性コーティング層の周縁から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする、請求項１５に記載の調理器具。
17. 前記電磁誘導コイルと前記導磁性コーティング層の外表面との間の間隔は１０ｍｍより小さいことを特徴とする、請求項１５に記載の調理器具。

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