JP2713426B2 - 加熱調理器用非金属製容器およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスコンロ，電気コンロ，誘導加熱調理器
などにより加熱調理するセラミックス鍋などの加熱調理
器用非金属製容器およびその製造方法に関するものであ
る。

従来の技術 従来のたとえば誘導加熱調理器に使用される土鍋は、
実開昭60−145596号公報に示されているように、土鍋本
体として、ペタライト系の陶磁器を使用し、この底面に
溶射法によりアルミニウムの溶射層を形成していた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の土鍋を使用した加熱調
理器用非金属製容器では、土鍋本体の内部に調理物を入
れずに空炊き状態で、土鍋を誘導加熱調理器や電気コン
ロ等で使用すると、アルミニウムの溶射層は毎分約300
〜400℃という急激な温度上昇をするため、この温度上
昇による熱衝撃を受けて、土鍋本体に割れ等の破壊が生
じるという問題があった。

また、土鍋本体に調理物を入れ、誘導加熱調理器や電
気コンロ等を使用して調理している場合においても、も
ちやうどんが焦げ付いた場合には、アルミニウムの溶射
層の温度が700℃近くに上昇し、アルミニウムの溶断が
生じたり、土鍋本体に割れ等の破壊が生じたりして、使
用不可能な状態になるという問題があった。

一方、一部の土鍋またはガラス容器には、前記した溶
断を防止するため、融点がアルミニウムより高い銀ペー
ストを発熱体として使用しているものがあるが、これら
においても、前記した焦げ付き時において、アルミニウ
ムの溶射層を使用したものと比較すると、耐久性は向上
しているものの数回の焦げ付きにより、銀の発熱体の溶
断が生じたり、土鍋本体に割れ等の破壊が生じたりし
て、使用不可能な状態になるという問題があった。また
銀は比較的やわらかい金属であるため、使用後の洗浄時
にナイロンタワシや金属タワシでこすると傷が生じ、そ
の結果、使用時の溶断や土鍋本体の割れ等を助長すると
いう問題もあった。

さらに銀層を保護するためにガラスのオーバーコート
を行なった土鍋等もあるが、これにおいても、使用を繰
り返すとオーバーコートに亀裂が入り、オーバーコート
の脱落や、亀裂が銀層や土鍋本体にまで成長して前述し
たような溶断や土鍋本体の割れに至るという問題があっ
た。

このように、従来の加熱調理器用非金属製容器には、
種々の解決すべき課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされた
もので、空炊きおよび焦げ付き等の使用状態においても
特性が損なわれず、かつ洗浄においても傷を生じること
のない安定したオーバーコート層を有する加熱調理器用
非金属製容器およびその製造方法を提供することを目的
とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の加熱調理器用非金
属製容器は、ユークリプタイトまたはアルミニウムチタ
ネートまたは両者の混合物を主成分とする非金属製容器
の底部外面に、銀を主成分とし、かつガラスフリット20
重量％以下を含有する薄膜金属被膜を形成し、さらにそ
の外側に薄膜金属被膜保護被膜を形成することにより構
成したものである。

また薄膜金属被膜保護被膜は、少なくとも30重量％以
上のガラスとセラミックスフィラーと無機顔料からな
り、前記セラミックスフィラーは、ユークリプタイトま
たはアルミニウムチタネートまたは両者の混合物である
微粒セラミックスと、チタン酸カリウム，α−アルミ
ナ，ベリリア，炭化ホウ素，炭化ケイ素，窒化ケイ素の
うちの１種以上のウィスカと、マイカ，アルミナ，酸化
鉄の１種以上のりん片状セラミックスのうちの１種以上
を用いて形成したものである。

さらに別の薄膜金属被膜保護被膜は、金属，セラミッ
クス，ガラスのうちの１種以上を溶射して形成したもの
であり、金属としてステンレスを用い、またセラミック
スとして、アルミナ，シリカ，ジルコニア，ジルコン，
コージライト，ユークリプタイト，アルミニウムチタネ
ートのうちの１種以上を用いて形成したものである。

作用 一般的にペタライト系の陶磁器は、粘土成分を主とし
てケイ石質，アルミナ質で構成され、線膨張係数は、0.
3〜1.0％（室温〜1000℃）であり、一般的には、急熱急
冷に対する熱衝撃に強い材質であるが、土鍋本体の底面
のみ急速に加熱する空炊きにおいては、直接加熱部（底
面部）と非加熱部（立ち上がり部，側壁部）との熱勾配
が非常に大きくなり、この熱膨張差が原因で亀裂が生
じ、破壊に至る。

また、もちやうどんが焦げ付いた時には、焦げが断熱
層となり、焦げの付着部が700℃近くに異状加熱され、
周辺部との熱勾配が非常に大きくなり、この熱膨張差が
原因で亀裂が生じ、破壊に至る。

これらの問題に対し、本発明ではユークリプタイトま
たはアルミニウムチタネートまたは両者の混合物を主成
分とする非金属容器（磁器）を使用したものである。

このユークリプタイトやアルミニウムチタネート系の
磁器は、精製された原料を使用し、製造されるもので、
線膨張係数は０〜−0.6％（室温〜1000℃）であり、従
来のペタライト系の陶磁器に比較して非常に小さいもの
である。

このため、空炊きや焦げ付き状態における急激な熱膨
張差においても充分に耐えることができ、その結果、割
れ等の破壊が生じることはない。なお、本発明の非金属
製容器は施釉されたものでも同様の効果を有し、デザイ
ン上優れたものとなる。

また、焦げ付き状態において、従来のアルミニウムの
溶射層では、アルミニウムの融点が約660℃と比較的低
いため、容易に溶断現象が生じたが、融点が960℃の銀
を主成分とするペーストを用いれば、溶断し難くなるも
のである。しかしながら、一般の銀ペーストはガラスを
30〜40重量％含有しているため、銀の融点以下での焼き
付けが必要であり、800℃前後に作業点を有するガラス
を用いて焼き付けを行なっていた。このような薄膜金属
被膜では焦げ付き状態でガラスが軟化し、数回の焦げ付
きで薄膜金属被膜にふくれが生じ、さらに溶断現象を生
じた。

本発明では、このガラスの添加量を20重量％以下、望
ましくは10重量％以下とすることにより、薄膜金属被膜
の主成分である銀との反応を抑え、薄膜金属被膜に銀の
特性である柔軟性を付与し、空炊きや焦げ付き状態にお
ける急激な熱膨張差に追従できるようにし、またガラス
の軟化に起因する焦げ付き状態でのふくれや溶断を防止
できるようにしたものである。

薄膜金属被膜保護被膜としてガラスを用いたもので
は、使用中に亀裂が入り、ガラスが脱落したり、薄膜金
属被膜に亀裂が侵入して溶断現象を起こしたり、非金属
製容器の割れに至ることがあった。

本発明では、この薄膜金属被膜保護被膜として、ガラ
スとセラミックスフィラーと無機顔料からなる被膜を形
成するか、または金属，セラミックス，ガラスのうちの
１種以上を溶射して形成することにより、前記課題を解
決するものである。

ガラスとセラミックスフィラーと無機顔料からなる薄
膜金属被膜保護被膜においては、ガラスは結合剤として
作用し、30重量％未満では十分な強度が保持できず、少
なくとも30重量％、望ましくは50重量％以上の含有が必
要である。

セラミックスフィラーは、薄膜金属被膜保護被膜の強
度を高めるとともに熱膨張を調整する作用を持ち、製造
工程中や加熱調理時の亀裂の発生を防止するとともに、
洗浄時におけるナイロンタワシや金属タワシでの傷を防
止する作用がある。

セラミックスフィラー中の微粒セラミックスは、ユー
クリプタイトまたはアルミニウムチタネートまたは両者
の混合物等の低膨張性セラミックスを用いるもので、主
に熱膨張係数を調整して亀裂の発生を防止する作用があ
り、二次的に強度を高めたり、硬度を高める作用があ
る。

セラミックスフィラー中のウィスカは、チタン酸カリ
ウム，α−アルミナ，ベリリア，炭化ホウ素，炭化ケイ
素，窒化ケイ素のうちの１種以上を用いるもので、これ
らは一般に強度が高く耐熱性に優れ、薄膜金属被膜保護
被膜の強度を高めるとともに亀裂が入った場合も亀裂の
伝播を防止する作用があり、二次的に熱膨張係数を調整
したり、硬度を高める作用がある。

セラミックスフィラー中のりん片状セラミックスは、
マイカ，アルミナ，酸化鉄のうちの１種以上を用いたも
ので、ウィスカと同様の作用を有する。

従ってセラミックスフィラーとしては、微粒セラミッ
クス，ウィスカ，りん片状セラミックス単体で使用して
も良いが、組み合わせて使用する方がその効果は大きく
なる。

また金属，セラミックス，ガラスのうちの１種以上を
溶射して形成した薄膜金属被膜保護被膜においては、溶
射層が気孔を有しているため、熱膨張による亀裂は起こ
らず、優れた耐摩耗性を有し、特に洗浄時のナイロンタ
ワシや金属タワシによる薄膜金属被膜の傷による溶断や
割れに効果を発揮する。

金属を溶射した場合は、溶射層表面は酸化物を形成し
て硬度が高くなる。金属としては、強度が高く、かつ高
温まで安定していて耐食性に優れるものが適当で、特に
ステンレスが望ましい。

セラミックスを溶射した場合は、特に硬度が高くな
り、十分な耐摩耗性を有する。セラミックスとしては、
アルミナ，シリカ，ジルコニア，ジルコン，コージライ
ト，ユークリプタイト，アルミニウムチタネートのうち
の１種以上を用いれば良い。

ガラスを溶射した場合も、硬度が比較的高くなり、十
分な耐摩耗性を有するが、ガラス単独では密着性が悪い
場合があり、金属やセラミックスと合わせて使うと、気
孔を少なくして強度を高くすることができるので良い。

従って、溶射する材料としては、金属，セラミック
ス，ガラスのそれぞれ単独でも良いが、組み合わせて使
用するとその効果は大きくなる。

また加熱調理器用非金属製容器の製造方法に関して
は、転写と焼成のタイミングにより３通りの方法が考え
られるもので、それぞれ特徴を有する。

薄膜金属薄膜を、非金属製容器の底部に転写し焼成し
て形成した後、薄膜金属被膜保護被膜をさらに転写し焼
成して形成する製造方法は、安定して製造できる点で優
れているが、２回の転写と２回の焼成のため製造コスト
が高くなるという欠点がある。

また薄膜金属被膜を非金属製容器の底部に転写し、さ
らに薄膜金属被膜保護被膜を転写した後、これらを焼成
して形成する製造方法は、焼成コストが少なくて良い
が、転写と転写の界面の接着性に欠点を有し、剥離しや
すい。

さらに薄膜金属被膜と薄膜金属被膜保護被膜を一体化
した転写紙から非金属製容器の底部に転写し、その後、
焼成して形成する製造方法は、焼成コストは少なく、転
写も１回で良いが、焼成管理や転写紙がコスト高なると
いう欠点を有する。

なお、転写用の転写紙については、有機系の結合剤や
溶剤やオイルとオーバーコート層の樹脂を有しており、
焼成を行なうことにより、これらの有機物がなくなるた
め、前記の薄膜金属被膜や薄膜金属被膜保護被膜を形成
することができるものである。

以上の製造工程は、それぞれ用いる材料により選択し
て行なう。

また、溶射により薄膜金属被膜保護被膜を形成する場
合は、薄膜金属被膜を転写し焼成した後に溶射を行なう
ことにより安定した製造が行なえる。

このように、本発明の加熱調理器用非金属製容器は、
ガスコンロや電気コンロ，誘導加熱調理器等の加熱調理
において、特に空炊きや焦げ付き状態等の異状使用状態
においても、特性が損なわれることがなくなった。

なお、以上の説明の中では土鍋状の形状のものについ
て主に説明したが、特にこの形状に限定されるものでは
なく、例えば、陶板焼や皿，キャセロール等の形状のも
のでも同様の作用を有することは言うまでもない。

また、誘導加熱調理器における使用を考慮して、通電
を可能とするため、フェライト等を非金属製容器の底面
中心部に接着等の方法で固定した加熱調理季用非金属製
容器であっても良い。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。

図において、１は８号寸の大きさの非金属製容器であ
る土鍋本体で、この土鍋本体１の寸法は口径が25cm,底
面径が18cm,高さが10cm,平均肉厚が4mmである。そして
この土鍋本体１の底部外面には10〜40μの薄膜金属被膜
２を形成し、さらにその外側に10〜100μの薄膜金属被
膜保護被膜３を形成している。

上記薄膜金属被膜２と薄膜金属被膜保護被膜３にそれ
ぞれ用いた材質は第１表に示しており、従来例に示した
材質については第１表中に※印を付して示した。第１表
中で単にガラスと記したものはホウケイ酸ガラスを示
す。薄膜金属被膜の欄の数字は、銀層に含まれるガラス
の重量％を示す。無機顔料については省略した。

上記構成の本発明の加熱調理器用非金属製容器を誘導
加熱調理器のプレート上に載置し、電源を入れると、加
熱コイルから磁力線を発生し、その磁力線は土鍋本体１
の底部外面に形成された薄膜金属被膜２を流れる。これ
により、渦電流が発生して発熱し、土鍋本体１の内部に
伝熱していく。

次に本発明の土鍋の効果を従来例と比較して説明す
る。第１表に示した構成の土鍋を誘導加熱調理器上に載
置し、空炊き60分及び空炊きに耐えたものについては、
50gのもち２個を用いた60分間の焦げ付き試験を行なっ
た。薄膜金属被膜保護被膜３の亀裂の有無は、焦げ付き
試験１回終了後に判定した。また焦げ付き試験はその
後、繰り返し20回まで行ない、溶断や土鍋本体に割れが
あった時にはその繰り返し回数を示し、20回耐えたもの
は○で示した。

また煮こぼれの洗浄性については、第１表中の構成の
土鍋の底部外面に、キッコーマン社製のこいくちしょう
油5C.C.を塗布して、土鍋内に水１リットルを入れ、誘
導加熱調理器で60分間加熱した後、ナイロンタワシを用
いてこすりながら水洗いし、汚れ度合から判定した。ほ
とんど汚れのない場合を○印で、やや汚れの落ち難い場
合を△印で、汚れが全く落ちない場合を×印で示した。

第１表から明らかなように、従来の土鍋では、空炊き
で割れが発生するものがほとんどであり、また土鍋本体
を本発明の材質とし、他の構成材を従来と同様にする
と、空炊きでの割れがなくなるものの、焦げ付き試験の
繰り返しで異常が発生した。しかし、本発明の構成の土
鍋では、ほとんど焦げ付き試験の繰り返しで20回以上の
耐久性を有しており、異常使用においても優れた特性を
示した。またナイロンタワシでの洗浄性においては、溶
射したものはやや劣ったが、転写方式のものは優れた洗
浄性を示した。

なお、本発明の第１表中に示さなかった材質のものも
同等の性能を示した。

また、電気コンロやガスコンロでの同様の試験におい
ても本発明の土鍋では優れた性能を示した。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、ユークリプタイトまたはアルミニウムチタネートま
たは両者の混合物を主成分とする非金属製容器の底部
に、銀を主成分とし、かつガラスフリット20重量％以下
を含有する薄膜金属被膜を形成し、さらにその外側にガ
ラスとセラミックスフィラーと無機顔料からなり少なく
とも30重量％以上のガラスを含む薄膜金属被膜保護被膜
を形成しているため、空炊きおよび焦げ付き等の異常な
使用状態においても、特性が損なわれない加熱調理器用
非金属製容器を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す加熱調理器用非金属製容器
の断面図である。 １……土鍋本体（非金属製容器）、２……薄膜金属被
膜、３……薄膜金属被膜保護被膜。

フロントページの続き (72)発明者 柴田 恒雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 矢野 周介 兵庫県赤穂市加里屋字加藤974番地 タ テホ化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−40035（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−31220（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−183097（ＪＰ，Ｕ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ユークリプタイトまたはアルミニウムチタ
   ネートまたは両者の混合物を主成分とする非金属製容器
   の底部外面に、銀を主成分とし、かつガラスフリット20
   重量％以下を含有する薄膜金属被膜を形成し、さらにそ
   の外側にガラスとセラミックスフィラーと無機顔料から
   なり少なくとも30重量％以上のガラスを含む薄膜金属被
   膜保護被膜を形成してなる加熱調理器用非金属製容器。
2. 【請求項２】セラミックスフィラーは、微粒セラミック
   ス、ウィスカ、りん片状セラミックスのうちの少なくと
   も１種以上を含む請求項１記載の加熱調理器用非金属製
   容器。
3. 【請求項３】微粒セラミックスは、ユークリプタイトま
   たはアルミニウムチタネートまたは両者の混合物を含む
   請求項２記載の加熱調理器用非金属製容器。
4. 【請求項４】ウィスカは、チタン酸カリウム，α−アル
   ミナ，ベリリア，炭化ホウ素，炭化ケイ素，窒化ケイ素
   のうちの少なくとも１種以上を含む請求項２記載の加熱
   調理器用非金属製容器。
5. 【請求項５】りん片状セラミックスは、マイカ，アルミ
   ナ，酸化鉄のうち少なくとも１種以上を含む請求項２記
   載の加熱調理器用非金属製容器。
6. 【請求項６】薄膜金属被膜保護被膜は、金属，セラミッ
   クス，ガラスのうち少なくとも１種以上を溶射して形成
   した請求項１記載の加熱調理器用非金属製容器。
7. 【請求項７】金属は、ステンレスからなる請求項６記載
   の加熱調理器用非金属製容器。
8. 【請求項８】セラミックスは、アルミナ，シリカ，ジル
   コニア，ジルコン，コージライト，ユークリプタイト，
   アルミニウムチタネートのうち少なくとも１種以上を含
   む請求項６記載の加熱調理器用非金属製容器。
9. 【請求項９】薄膜金属被膜を、非金属製容器の底部に転
   写し、さらに薄膜金属被膜保護被膜を転写した後、これ
   らを焼成して形成する加熱調理器用非金属製容器の製造
   方法。
10. 【請求項１０】薄膜金属被膜と薄膜金属被膜保護被膜を
    一体化した転写紙から非金属製容器の底部に転写し、そ
    の後、焼成して形成する加熱調理器用非金属製容器の製
    造方法。
11. 【請求項１１】薄膜金属被膜を、非金属製容器の底部に
    転写し焼成した後、溶射により薄膜金属被膜保護被膜を
    形成する加熱調理器用非金属製容器の製造方法。