JP3916738B2 - 調理器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、炭焼きにより調理すると、遠赤外線の作用により調理食品の深部にまで熱が通って調理食品の味が良くなることから、このような遠赤外線を放出する炭素や黒鉛を用いた調理器が注目されている。
【０００３】
上記の調理器は、一般に、炭素や黒鉛が多数の孔隙を有した多孔質体である場合、良好な均熱性により調理食品を均等に加熱することができるため、黒鉛の多孔質体を調理用の所定形状に形成した黒鉛基体を使用している。ところが、黒鉛基体を調理食品に直接接触させる構成では、黒鉛基体の調理面に露出した孔隙に調理食品や煮汁等が進入して焦げ付いたり、黒鉛基体の露出した調理面から炭素粉末が飛散するという不具合が生じ易くなる。
【０００４】
そこで、このような不具合を防止するため、調理食品を黒鉛基体に間接的に接触させながら調理可能な調理器が提案されている。例えば特開平２−８４９１０号公報には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるフッ素樹脂層を黒鉛基体の調理面に形成した構成の調理器が開示されている。また、特開平８−２９９１９１号公報や特開平８−２９９１９２号公報には、上述の不具合を長期間に亘って防止することができるように、黒鉛基体の調理面とフッ素樹脂層との間にセラミック溶射層や金属含有有機重合体の熱分解生成物層を介装した構成が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、ＰＴＦＥからなるフッ素樹脂層を黒鉛基体の調理面に形成した構成では、ＰＴＦＥが一般に調理面に露出した孔隙よりも大きなサイズの高分子量のフッ素樹脂であるため、フッ素樹脂層が黒鉛基体の調理面に面状に当接した状態で接合される。従って、フッ素樹脂層と黒鉛基体との接合力が弱いため、調理食品を加熱して調理する際に、加熱によりフッ素樹脂層と黒鉛基体とに大きな熱膨張差が生じたり、調理用具等の接触によりフッ素樹脂層に荷重が付与された場合に、フッ素樹脂層が黒鉛基体から剥離して破損し易いという問題がある。また、このような問題は、フッ素樹脂層と黒鉛基体との間にセラミック溶射層や金属含有有機重合体の熱分解生成物層を介装した構成の場合でも、フッ素樹脂層が高分子量のＰＴＦＥからなっていると、フッ素樹脂層が各層に面状に当接して弱い接合力で接合されるため、同様に剥離が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明は、調理時の加熱により大きな熱膨張差が生じたり、調理用具等の接触により荷重が付与された場合でも、フッ素樹脂層を大きな接合力で接合させておくことにより容易に破損しない調理器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の調理器は、調理食品を加熱して調理する際に使用されるものであって、下記の特徴を有している。
【０００８】
即ち、本発明の調理器は、図１に示すように、調理食品１を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体２と、黒鉛基体２の調理食品１に接触する調理面９側に形成され、調理面９に露出した孔隙１０に進入する低分子量のフッ素樹脂からなる接合層３とを有している。
【０００９】
上記の構成によれば、フッ素樹脂からなる接合層３を調理面９側に形成しているため、調理食品１を接合層３に接触させながら加熱して調理した場合でも、接合層３を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品１の付着を防止することができる。また、接合層３を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体２の孔隙１０に深く進入するため、アンカー効果により黒鉛基体２と接合層３との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体２と接合層３とに大きな熱膨張差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層３に荷重が付与された場合でも、接合層３を黒鉛基体２から剥離し難くして破損を防止することができる。
【００１０】
尚、接合層３は、低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなっていても良い。この場合には、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合であるため、上記のアンカー効果を生じさせる低分子量のフッ素樹脂の使用量を必要最小限に抑制しても、高分子量のフッ素樹脂により所望の性能を所定期間にわたって発揮させることができる。従って、設計仕様を維持しつつ、一般的な高分子量のフッ素樹脂を含むことによって、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
上記の黒鉛基体２は、実質的に炭素のみからなる材料または炭素を主成分とする材料からなり、ピッチ含浸品や樹脂含浸品、金属含浸品等の含浸品を包含する所謂黒鉛化品等の各種黒鉛材料を包含する。尚、黒鉛化品は、通常、コークス等の骨材にピッチ等のバインダーを加えて混練する工程を経た後、成形、焼成、黒鉛化の工程を経て作成されている。また、黒鉛化品は、必要に応じてピッチ含浸や再焼成、樹脂含浸、金属含浸、高純度化等の各種の工程を経て作成されている。そして、このような各種の工程を経て作成される具体的な黒鉛材料としては、冷間等方圧加圧成形工程を経た高密度等方性黒鉛や熱間加圧法を用いた高密度黒鉛等の黒鉛材料等がある。その他の黒鉛材料としては、加圧焼成法により製造される炭化ホウ素（Ｂ4 Ｃ）を含む黒鉛材料、ピッチバインダー法により製造される各種セラミックを含む黒鉛材料および黒鉛化した炭素繊維強化炭素複合材料等がある。
【００１２】
また、本発明の黒鉛基体２には、熱伝導性の均一性を確保するように、異方比が１．２以下の等方性の高い黒鉛材料を用いることが好ましい。ここで、異方比が１．２以下であるとは、黒鉛材料における任意に直角をなす方向に測った固有電気抵抗の比の平均値が１．２以下であることを意味する。また、黒鉛材料の属性としては、上記の熱伝導率以外に特に制限はないが、開気孔率が１〜３０％の範囲であることが望ましい。この理由は、開気孔率が１％未満であると、接合層３のフッ素樹脂が黒鉛基体２の孔隙１０に進入することによるアンカー効果が不十分となり、接合層３と黒鉛基体２との接合力（密着性）が低下するからである。一方、３０％を越えると、黒鉛基体２の機械的強度が低下して調理器の用途に好ましくないからである。また、平均気孔半径は、０．１〜５．０μｍの範囲であることが望ましい。この理由は、平均気孔半径が０．１μｍ未満であると、アンカー効果が不十分となり、５．０μｍを越えると、調理面９での均熱性に悪影響を与えるからである。
【００１３】
尚、上記の平均気孔半径は、例えば水銀圧入法により測定される累積気孔容積（ｃｍ3 ／ｇ）の１／２に相当する半径値（μｍ）として決定されるものである。また、開気孔率は、圧力が予め定めた最高圧力（例えば９８ＭＰａ）まで到達したときの累積気孔容積を全気孔容積（ｃｍ3 ／ｇ）としたとき、（かさ密度）×（全気孔容積）×１００を用いて算出されるものである。
【００１４】
上記の黒鉛基体２に形成された接合層３は、１〜５０μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、層厚が１μｍ未満であると、黒鉛基体２と中間層７の界面での接着力が発揮されず、５０μｍを越えると、逆に厚すぎて剥離しやすくなるからである。また、接合層３は、黒鉛基体２の孔隙１０に進入する低分子量のフッ素樹脂からなっている。低分子量のフッ素樹脂は、高分子量のＰＴＦＥ（ CF3-[CF2-CF2]n -CF3 , n=104〜105)をＦ2 およびＮＦ3 の存在下において４００〜５００℃に加熱して主鎖を切断することによって、低分子量のＰＴＦＥ（ CF3-[CF2-CF2]n -CF3 , n=85 〜150)としたものである。そして、この低分子量のフッ素樹脂は、末端までＣＦ3 化されているため、通常の高分子量のＰＴＦＥと同様に熱的および化学的安定性等に優れていると共に、低分子量であるため、融点以上で流動性のある溶融物になるという性質を有している。
【００１５】
また、本発明の調理器は、衝撃を吸収する緩衝部材４が分散されたフッ素樹脂からなる緩衝層５と、緩衝層５の表面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層６とを接合層３の表面側にさらに有している。そして、この構成によれば、緩衝部材４が表面層６に付与された荷重を吸収するため、表面層６や接合層３等を一層剥離し難くして破損を防止することができる。
【００１６】
上記の緩衝層５は、１〜１００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、外部からの機械的な衝撃に対する緩衝作用が著しく低下し、１００μｍを越えると、中間層７と表面層６との間の接着力が低下するからである。一方、表面層６は、１〜５０μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、緩衝層５の保護作用が著しく低下するからであり、５０μｍを越えると、多くのｐｉｎｅ Ｔｕｂｅが生じる上に食材や油脂分が入り込み熱サイクルにて炭化し、それが剥離の原因となるからである。
【００１７】
上記の緩衝層５に含まれる緩衝部材４は、雲母やアルミ粉等からなっている。また、緩衝部材４が分散されたフッ素樹脂は、高分子量のフッ素樹脂からなっている。具体的には、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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−バ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−エチレン共重合体（Ｅ／ＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂からなっている。尚、緩衝層５には、低分子量のフッ素樹脂が用いられていても良いし、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合物が用いられていても良い。
【００１８】
また、本発明の調理器は、表面層６が低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなっている。この構成によれば、緩衝部材４をフッ素樹脂に分散することにより緩衝層５の表面にピンホールが生じた場合でも、低分子量および高分子量のフッ素樹脂を加熱して表面層６を形成するときに、加熱により溶融した低分子量のフッ素樹脂がピンホールに流入することによって、各ピンホールを封孔することができる。さらに、このピンホールへのフッ素樹脂の流入によりアンカー効果が生じることによって、緩衝層５と表面層６との接合力を高めて破損を防止することができる。
【００１９】
上記の表面層６には、上述の各種の高分子量のフッ素樹脂を用いることができるが、ＰＦＡのフッ素樹脂を用いることが望ましい。これは、ＰＦＡの機械的性質（硬さや伸び、引張降伏点、曲げ弾性率等）がＰＴＦＥの機械的性質よりも優れているため、調理中や調理後に表面層６を洗浄および拭き取りした場合における表面層６の消耗を最小限に抑制することができるからである。
【００２０】
また、本発明の調理器は、接合層３と緩衝層５との間に、緩衝層５に用いたフッ素樹脂と同一種類のフッ素樹脂からなる中間層７をさらに有している。この構成によれば、中間層７と緩衝層５とが同一種類のフッ素樹脂で形成されているため、緩衝層５中に異物となる緩衝部材４が混入されていても、中間層７と緩衝層５との物性の相違を最小限に抑制できることから、緩衝層５を剥離し難くして破損を防止することができる。尚、中間層７は、１０〜１００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１０μｍ未満であると、緩衝層５と基材との接着力が低下するからであり、１００μｍを越えると、緩衝層５と中間層７との接着力が低下するからである。
【００２１】
また、本発明の調理器は、接合層３の表面を凹凸状に形成している。この構成によれば、接合層３の表面が凹凸状に形成されることにより面積を拡大させるため、この接合層３の表面に接合された中間層７との接合力を高めて破損を防止することができる。尚、接合層３の表面に緩衝層５が直接形成されている場合でも、接合層３の表面を凹凸状に形成することによって、接合面積の拡大により接合層３と緩衝層５との接合力を高めることができる。
【００２２】
また、本発明の調理器は、黒鉛基体２の調理面９以外の例えば裏面や外周面にセラミック層８をさらに有している。この構成によれば、黒鉛基体の調理面以外の部分をセラミック層８で保護することにより調理時や保管時における傷の発生による破損を防止することができると共に、空気中で約８００℃の加熱にも耐える調理器とすることができる。上記のセラミック層８は、１〜２００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、黒鉛基体２に耐熱性を付与できず、２００μｍを越えると、セラミック層８と黒鉛基体２の剥離（熱膨張率の差異による）を生じるからである。また、セラミック層８は、ＳｉＯ2 ／ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 含有Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物をコーティングすることにより形成される。
【００２３】
尚、本発明の調理器は、形状に特に制限はなく、例えば家庭用や業務用の加熱板（ホットプレート、焼肉プレート等）、フライパン、すき焼き鍋、天ぷら鍋、フライヤー等として所望する形状に形成することができる。
【００２４】
【実施例】
本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明の実施態様は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２５】
全気孔容積が７．７〜９．３（ｃｍ3 ／ｇ）、平均気孔半径が１．２〜１．７μｍ、開気孔率が１５．３％の黒鉛材料と、全気孔容積が５．８〜７．５（ｃｍ3 ／ｇ）、平均気孔半径が１．４〜２．０μｍ、開気孔率が１２．０％の黒鉛材料とを調整することによって、平均気孔半径が１．５μｍの黒鉛材料を作成した。そして、この黒鉛材料を用いて直径が２８５ｍｍ、鍋深さが７８ｍｍの深鍋形状となるように黒鉛基体２を形成した。
【００２６】
次に、黒鉛基体２の調理面９以外の外周面や底面にＳｉＯ2 ／ＳｉＣからなるダンフォースセラミック（ＯＴＴＩ ＴＥＣＨＮＯＰＯＬＩＳ ＩＮＣ製）を用いてセラミック層８を１０〜２００μｍの層厚で形成した。この後、黒鉛基体２の調理面９に低分子量のＰＴＦＥであるセフラルルーブ−Ｉ（セントラル硝子株式会社製）を用いて接合層３を１０〜５０μｍの層厚で形成した。この際、接合層３の表面を凹凸状に形成しておいた。
【００２７】
次に、接合層３の表面に高分子量のＰＴＦＥを用いて中間層７を１０〜１００μｍの層厚で形成した。さらに、高分子量のＰＴＦＥ中に雲母を混入させて分散させた後、このＰＴＦＥを用いて中間層７の表面に緩衝部材４を１０〜１００μｍの層厚で形成した。この後、高分子量のＰＴＡと低分子量のＰＴＦＥとを混合したものを用いて緩衝部材４の表面に表面層６を１０〜５０μｍの層厚で形成した。そして、このようにして作成した調理器を用いて実際に調理したところ、表面層６への調理食品１の付着が発生せずに、長期間にわたって接合層３等の剥離が生じない調理器が得られることが確認された。
【００２９】
請求項１の発明は、フッ素樹脂からなる接合層を調理面側に形成しているため、接合層を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品の付着を防止しながら、調理食品を加熱して調理することができる。また、接合層を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体の孔隙に進入するため、アンカー効果により黒鉛基体と接合層との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体と接合層とに大きな熱膨張差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層に荷重が付与された場合でも、接合層を黒鉛基体から剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。また、衝撃を吸収する緩衝部材が分散されたフッ素樹脂からなる緩衝層と、前記緩衝層の表面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを前記接合層の表面側にさらに有した構成であるので、緩衝部材が表面層に付与された荷重を吸収するため、各層を一層剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３０】
請求項２の発明は、請求項１記載の調理器であって、前記表面層は、低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなる構成である。これにより、緩衝部材をフッ素樹脂に分散することにより緩衝層の表面にピンホールが生じた場合でも、低分子量および高分子量のフッ素樹脂を加熱して表面層を形成するときに、加熱により溶融した低分子量のフッ素樹脂がピンホールに流入することによって、各ピンホールを封孔することができる。さらに、このピンホールへのフッ素樹脂の流入によりアンカー効果が生じることによって、緩衝層と表面層との接合力を高めて破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の調理器であって、前記接合層と前記緩衝層との間に、該緩衝層に用いたフッ素樹脂と同一種類のフッ素樹脂からなる中間層をさらに有した構成である。これにより、中間層と緩衝層とが同一種類のフッ素樹脂で形成されているため、緩衝層中に異物となる緩衝部材が混入されていても、中間層と緩衝層との物性の相違を最小限に抑制できることから、緩衝層を剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の調理器であって、前記接合層の表面を凹凸状に形成した構成である。これにより、接合層の表面が凹凸状に形成されることにより面積を拡大させるため、この接合層の表面に接合された層との接合力を高めて破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３３】
請求項５の発明は、調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器であって、前記調理食品を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体と、前記黒鉛基体の前記調理食品に接触する調理面側に形成され、該調理面に露出した孔隙に進入する低分子量のフッ素樹脂および高分子量のフッ素樹脂からなる接合層とを有した構成である。これにより、フッ素樹脂からなる接合層を調理面側に形成しているため、接合層を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品の付着を防止しながら、調理食品を加熱して調理することができる。また、接合層を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体の孔隙に進入するため、アンカー効果により黒鉛基体と接合層との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体と接合層との熱膨張に大きな差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層に荷重が付与された場合でも、接合層を黒鉛基体から剥離し難くして破損を防止することができる。さらに、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合であれば、上記のアンカー効果を生じさせる低分子量のフッ素樹脂の使用量を必要最小限に抑制しても、高分子量のフッ素樹脂により所望の性能を所定期間にわたって発揮させることができる。従って、設計仕様を維持しつつ、一般的な高分子量のフッ素樹脂を含むことによって、コストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【００３４】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の調理器であって、前記黒鉛基体の調理面以外にセラミック層をさらに有した構成である。これにより、黒鉛基体の調理面以外の部分をセラミック層で保護することにより調理時や保管時における傷の発生による破損を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】調理器を構成する各層の接合状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 調理食品
２ 多孔質体
３ 接合層
４ 緩衝部材
５ 緩衝層
６ 表面層
７ 中間層
８ セラミック層
９ 調理面
１０ 孔隙
【発明の属する技術分野】
本発明は、調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、炭焼きにより調理すると、遠赤外線の作用により調理食品の深部にまで熱が通って調理食品の味が良くなることから、このような遠赤外線を放出する炭素や黒鉛を用いた調理器が注目されている。
【０００３】
上記の調理器は、一般に、炭素や黒鉛が多数の孔隙を有した多孔質体である場合、良好な均熱性により調理食品を均等に加熱することができるため、黒鉛の多孔質体を調理用の所定形状に形成した黒鉛基体を使用している。ところが、黒鉛基体を調理食品に直接接触させる構成では、黒鉛基体の調理面に露出した孔隙に調理食品や煮汁等が進入して焦げ付いたり、黒鉛基体の露出した調理面から炭素粉末が飛散するという不具合が生じ易くなる。
【０００４】
そこで、このような不具合を防止するため、調理食品を黒鉛基体に間接的に接触させながら調理可能な調理器が提案されている。例えば特開平２−８４９１０号公報には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるフッ素樹脂層を黒鉛基体の調理面に形成した構成の調理器が開示されている。また、特開平８−２９９１９１号公報や特開平８−２９９１９２号公報には、上述の不具合を長期間に亘って防止することができるように、黒鉛基体の調理面とフッ素樹脂層との間にセラミック溶射層や金属含有有機重合体の熱分解生成物層を介装した構成が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、ＰＴＦＥからなるフッ素樹脂層を黒鉛基体の調理面に形成した構成では、ＰＴＦＥが一般に調理面に露出した孔隙よりも大きなサイズの高分子量のフッ素樹脂であるため、フッ素樹脂層が黒鉛基体の調理面に面状に当接した状態で接合される。従って、フッ素樹脂層と黒鉛基体との接合力が弱いため、調理食品を加熱して調理する際に、加熱によりフッ素樹脂層と黒鉛基体とに大きな熱膨張差が生じたり、調理用具等の接触によりフッ素樹脂層に荷重が付与された場合に、フッ素樹脂層が黒鉛基体から剥離して破損し易いという問題がある。また、このような問題は、フッ素樹脂層と黒鉛基体との間にセラミック溶射層や金属含有有機重合体の熱分解生成物層を介装した構成の場合でも、フッ素樹脂層が高分子量のＰＴＦＥからなっていると、フッ素樹脂層が各層に面状に当接して弱い接合力で接合されるため、同様に剥離が生じることになる。
【０００６】
そこで、本発明は、調理時の加熱により大きな熱膨張差が生じたり、調理用具等の接触により荷重が付与された場合でも、フッ素樹脂層を大きな接合力で接合させておくことにより容易に破損しない調理器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の調理器は、調理食品を加熱して調理する際に使用されるものであって、下記の特徴を有している。
【０００８】
即ち、本発明の調理器は、図１に示すように、調理食品１を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体２と、黒鉛基体２の調理食品１に接触する調理面９側に形成され、調理面９に露出した孔隙１０に進入する低分子量のフッ素樹脂からなる接合層３とを有している。
【０００９】
上記の構成によれば、フッ素樹脂からなる接合層３を調理面９側に形成しているため、調理食品１を接合層３に接触させながら加熱して調理した場合でも、接合層３を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品１の付着を防止することができる。また、接合層３を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体２の孔隙１０に深く進入するため、アンカー効果により黒鉛基体２と接合層３との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体２と接合層３とに大きな熱膨張差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層３に荷重が付与された場合でも、接合層３を黒鉛基体２から剥離し難くして破損を防止することができる。
【００１０】
尚、接合層３は、低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなっていても良い。この場合には、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合であるため、上記のアンカー効果を生じさせる低分子量のフッ素樹脂の使用量を必要最小限に抑制しても、高分子量のフッ素樹脂により所望の性能を所定期間にわたって発揮させることができる。従って、設計仕様を維持しつつ、一般的な高分子量のフッ素樹脂を含むことによって、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
上記の黒鉛基体２は、実質的に炭素のみからなる材料または炭素を主成分とする材料からなり、ピッチ含浸品や樹脂含浸品、金属含浸品等の含浸品を包含する所謂黒鉛化品等の各種黒鉛材料を包含する。尚、黒鉛化品は、通常、コークス等の骨材にピッチ等のバインダーを加えて混練する工程を経た後、成形、焼成、黒鉛化の工程を経て作成されている。また、黒鉛化品は、必要に応じてピッチ含浸や再焼成、樹脂含浸、金属含浸、高純度化等の各種の工程を経て作成されている。そして、このような各種の工程を経て作成される具体的な黒鉛材料としては、冷間等方圧加圧成形工程を経た高密度等方性黒鉛や熱間加圧法を用いた高密度黒鉛等の黒鉛材料等がある。その他の黒鉛材料としては、加圧焼成法により製造される炭化ホウ素（Ｂ4 Ｃ）を含む黒鉛材料、ピッチバインダー法により製造される各種セラミックを含む黒鉛材料および黒鉛化した炭素繊維強化炭素複合材料等がある。
【００１２】
また、本発明の黒鉛基体２には、熱伝導性の均一性を確保するように、異方比が１．２以下の等方性の高い黒鉛材料を用いることが好ましい。ここで、異方比が１．２以下であるとは、黒鉛材料における任意に直角をなす方向に測った固有電気抵抗の比の平均値が１．２以下であることを意味する。また、黒鉛材料の属性としては、上記の熱伝導率以外に特に制限はないが、開気孔率が１〜３０％の範囲であることが望ましい。この理由は、開気孔率が１％未満であると、接合層３のフッ素樹脂が黒鉛基体２の孔隙１０に進入することによるアンカー効果が不十分となり、接合層３と黒鉛基体２との接合力（密着性）が低下するからである。一方、３０％を越えると、黒鉛基体２の機械的強度が低下して調理器の用途に好ましくないからである。また、平均気孔半径は、０．１〜５．０μｍの範囲であることが望ましい。この理由は、平均気孔半径が０．１μｍ未満であると、アンカー効果が不十分となり、５．０μｍを越えると、調理面９での均熱性に悪影響を与えるからである。
【００１３】
尚、上記の平均気孔半径は、例えば水銀圧入法により測定される累積気孔容積（ｃｍ3 ／ｇ）の１／２に相当する半径値（μｍ）として決定されるものである。また、開気孔率は、圧力が予め定めた最高圧力（例えば９８ＭＰａ）まで到達したときの累積気孔容積を全気孔容積（ｃｍ3 ／ｇ）としたとき、（かさ密度）×（全気孔容積）×１００を用いて算出されるものである。
【００１４】
上記の黒鉛基体２に形成された接合層３は、１〜５０μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、層厚が１μｍ未満であると、黒鉛基体２と中間層７の界面での接着力が発揮されず、５０μｍを越えると、逆に厚すぎて剥離しやすくなるからである。また、接合層３は、黒鉛基体２の孔隙１０に進入する低分子量のフッ素樹脂からなっている。低分子量のフッ素樹脂は、高分子量のＰＴＦＥ（ CF3-[CF2-CF2]n -CF3 , n=104〜105)をＦ2 およびＮＦ3 の存在下において４００〜５００℃に加熱して主鎖を切断することによって、低分子量のＰＴＦＥ（ CF3-[CF2-CF2]n -CF3 , n=85 〜150)としたものである。そして、この低分子量のフッ素樹脂は、末端までＣＦ3 化されているため、通常の高分子量のＰＴＦＥと同様に熱的および化学的安定性等に優れていると共に、低分子量であるため、融点以上で流動性のある溶融物になるという性質を有している。
【００１５】
また、本発明の調理器は、衝撃を吸収する緩衝部材４が分散されたフッ素樹脂からなる緩衝層５と、緩衝層５の表面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層６とを接合層３の表面側にさらに有している。そして、この構成によれば、緩衝部材４が表面層６に付与された荷重を吸収するため、表面層６や接合層３等を一層剥離し難くして破損を防止することができる。
【００１６】
上記の緩衝層５は、１〜１００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、外部からの機械的な衝撃に対する緩衝作用が著しく低下し、１００μｍを越えると、中間層７と表面層６との間の接着力が低下するからである。一方、表面層６は、１〜５０μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、緩衝層５の保護作用が著しく低下するからであり、５０μｍを越えると、多くのｐｉｎｅ Ｔｕｂｅが生じる上に食材や油脂分が入り込み熱サイクルにて炭化し、それが剥離の原因となるからである。
【００１７】
上記の緩衝層５に含まれる緩衝部材４は、雲母やアルミ粉等からなっている。また、緩衝部材４が分散されたフッ素樹脂は、高分子量のフッ素樹脂からなっている。具体的には、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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−バ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−エチレン共重合体（Ｅ／ＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂からなっている。尚、緩衝層５には、低分子量のフッ素樹脂が用いられていても良いし、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合物が用いられていても良い。
【００１８】
また、本発明の調理器は、表面層６が低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなっている。この構成によれば、緩衝部材４をフッ素樹脂に分散することにより緩衝層５の表面にピンホールが生じた場合でも、低分子量および高分子量のフッ素樹脂を加熱して表面層６を形成するときに、加熱により溶融した低分子量のフッ素樹脂がピンホールに流入することによって、各ピンホールを封孔することができる。さらに、このピンホールへのフッ素樹脂の流入によりアンカー効果が生じることによって、緩衝層５と表面層６との接合力を高めて破損を防止することができる。
【００１９】
上記の表面層６には、上述の各種の高分子量のフッ素樹脂を用いることができるが、ＰＦＡのフッ素樹脂を用いることが望ましい。これは、ＰＦＡの機械的性質（硬さや伸び、引張降伏点、曲げ弾性率等）がＰＴＦＥの機械的性質よりも優れているため、調理中や調理後に表面層６を洗浄および拭き取りした場合における表面層６の消耗を最小限に抑制することができるからである。
【００２０】
また、本発明の調理器は、接合層３と緩衝層５との間に、緩衝層５に用いたフッ素樹脂と同一種類のフッ素樹脂からなる中間層７をさらに有している。この構成によれば、中間層７と緩衝層５とが同一種類のフッ素樹脂で形成されているため、緩衝層５中に異物となる緩衝部材４が混入されていても、中間層７と緩衝層５との物性の相違を最小限に抑制できることから、緩衝層５を剥離し難くして破損を防止することができる。尚、中間層７は、１０〜１００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１０μｍ未満であると、緩衝層５と基材との接着力が低下するからであり、１００μｍを越えると、緩衝層５と中間層７との接着力が低下するからである。
【００２１】
また、本発明の調理器は、接合層３の表面を凹凸状に形成している。この構成によれば、接合層３の表面が凹凸状に形成されることにより面積を拡大させるため、この接合層３の表面に接合された中間層７との接合力を高めて破損を防止することができる。尚、接合層３の表面に緩衝層５が直接形成されている場合でも、接合層３の表面を凹凸状に形成することによって、接合面積の拡大により接合層３と緩衝層５との接合力を高めることができる。
【００２２】
また、本発明の調理器は、黒鉛基体２の調理面９以外の例えば裏面や外周面にセラミック層８をさらに有している。この構成によれば、黒鉛基体の調理面以外の部分をセラミック層８で保護することにより調理時や保管時における傷の発生による破損を防止することができると共に、空気中で約８００℃の加熱にも耐える調理器とすることができる。上記のセラミック層８は、１〜２００μｍの層厚であることが望ましい。この理由は、１μｍ未満であると、黒鉛基体２に耐熱性を付与できず、２００μｍを越えると、セラミック層８と黒鉛基体２の剥離（熱膨張率の差異による）を生じるからである。また、セラミック層８は、ＳｉＯ2 ／ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 含有Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物をコーティングすることにより形成される。
【００２３】
尚、本発明の調理器は、形状に特に制限はなく、例えば家庭用や業務用の加熱板（ホットプレート、焼肉プレート等）、フライパン、すき焼き鍋、天ぷら鍋、フライヤー等として所望する形状に形成することができる。
【００２４】
【実施例】
本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明の実施態様は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２５】
全気孔容積が７．７〜９．３（ｃｍ3 ／ｇ）、平均気孔半径が１．２〜１．７μｍ、開気孔率が１５．３％の黒鉛材料と、全気孔容積が５．８〜７．５（ｃｍ3 ／ｇ）、平均気孔半径が１．４〜２．０μｍ、開気孔率が１２．０％の黒鉛材料とを調整することによって、平均気孔半径が１．５μｍの黒鉛材料を作成した。そして、この黒鉛材料を用いて直径が２８５ｍｍ、鍋深さが７８ｍｍの深鍋形状となるように黒鉛基体２を形成した。
【００２６】
次に、黒鉛基体２の調理面９以外の外周面や底面にＳｉＯ2 ／ＳｉＣからなるダンフォースセラミック（ＯＴＴＩ ＴＥＣＨＮＯＰＯＬＩＳ ＩＮＣ製）を用いてセラミック層８を１０〜２００μｍの層厚で形成した。この後、黒鉛基体２の調理面９に低分子量のＰＴＦＥであるセフラルルーブ−Ｉ（セントラル硝子株式会社製）を用いて接合層３を１０〜５０μｍの層厚で形成した。この際、接合層３の表面を凹凸状に形成しておいた。
【００２７】
次に、接合層３の表面に高分子量のＰＴＦＥを用いて中間層７を１０〜１００μｍの層厚で形成した。さらに、高分子量のＰＴＦＥ中に雲母を混入させて分散させた後、このＰＴＦＥを用いて中間層７の表面に緩衝部材４を１０〜１００μｍの層厚で形成した。この後、高分子量のＰＴＡと低分子量のＰＴＦＥとを混合したものを用いて緩衝部材４の表面に表面層６を１０〜５０μｍの層厚で形成した。そして、このようにして作成した調理器を用いて実際に調理したところ、表面層６への調理食品１の付着が発生せずに、長期間にわたって接合層３等の剥離が生じない調理器が得られることが確認された。
【００２９】
請求項１の発明は、フッ素樹脂からなる接合層を調理面側に形成しているため、接合層を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品の付着を防止しながら、調理食品を加熱して調理することができる。また、接合層を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体の孔隙に進入するため、アンカー効果により黒鉛基体と接合層との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体と接合層とに大きな熱膨張差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層に荷重が付与された場合でも、接合層を黒鉛基体から剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。また、衝撃を吸収する緩衝部材が分散されたフッ素樹脂からなる緩衝層と、前記緩衝層の表面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを前記接合層の表面側にさらに有した構成であるので、緩衝部材が表面層に付与された荷重を吸収するため、各層を一層剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３０】
請求項２の発明は、請求項１記載の調理器であって、前記表面層は、低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなる構成である。これにより、緩衝部材をフッ素樹脂に分散することにより緩衝層の表面にピンホールが生じた場合でも、低分子量および高分子量のフッ素樹脂を加熱して表面層を形成するときに、加熱により溶融した低分子量のフッ素樹脂がピンホールに流入することによって、各ピンホールを封孔することができる。さらに、このピンホールへのフッ素樹脂の流入によりアンカー効果が生じることによって、緩衝層と表面層との接合力を高めて破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の調理器であって、前記接合層と前記緩衝層との間に、該緩衝層に用いたフッ素樹脂と同一種類のフッ素樹脂からなる中間層をさらに有した構成である。これにより、中間層と緩衝層とが同一種類のフッ素樹脂で形成されているため、緩衝層中に異物となる緩衝部材が混入されていても、中間層と緩衝層との物性の相違を最小限に抑制できることから、緩衝層を剥離し難くして破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の調理器であって、前記接合層の表面を凹凸状に形成した構成である。これにより、接合層の表面が凹凸状に形成されることにより面積を拡大させるため、この接合層の表面に接合された層との接合力を高めて破損を防止することができるという効果を奏する。
【００３３】
請求項５の発明は、調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器であって、前記調理食品を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体と、前記黒鉛基体の前記調理食品に接触する調理面側に形成され、該調理面に露出した孔隙に進入する低分子量のフッ素樹脂および高分子量のフッ素樹脂からなる接合層とを有した構成である。これにより、フッ素樹脂からなる接合層を調理面側に形成しているため、接合層を形成するフッ素樹脂の高い非粘着性により調理食品の付着を防止しながら、調理食品を加熱して調理することができる。また、接合層を形成する際に、加熱された低分子量のフッ素樹脂が流動状態となって黒鉛基体の孔隙に進入するため、アンカー効果により黒鉛基体と接合層との接合力が増大する。これにより、調理時の加熱により黒鉛基体と接合層との熱膨張に大きな差が生じた場合や調理用具等の接触により接合層に荷重が付与された場合でも、接合層を黒鉛基体から剥離し難くして破損を防止することができる。さらに、低分子量のフッ素樹脂と高分子量のフッ素樹脂との混合であれば、上記のアンカー効果を生じさせる低分子量のフッ素樹脂の使用量を必要最小限に抑制しても、高分子量のフッ素樹脂により所望の性能を所定期間にわたって発揮させることができる。従って、設計仕様を維持しつつ、一般的な高分子量のフッ素樹脂を含むことによって、コストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【００３４】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の調理器であって、前記黒鉛基体の調理面以外にセラミック層をさらに有した構成である。これにより、黒鉛基体の調理面以外の部分をセラミック層で保護することにより調理時や保管時における傷の発生による破損を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】調理器を構成する各層の接合状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 調理食品
２ 多孔質体
３ 接合層
４ 緩衝部材
５ 緩衝層
６ 表面層
７ 中間層
８ セラミック層
９ 調理面
１０ 孔隙
Claims (6)
- 調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器であって、
前記調理食品を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体と、前記黒鉛基体の前記調理食品に接触する調理面側に形成され、該調理面に露出した孔隙に進入する低分子量のフッ素樹脂からなる接合層とを有しており、
衝撃を吸収する緩衝部材が分散されたフッ素樹脂からなる緩衝層と、前記緩衝層の表面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを前記接合層の表面側にさらに有したことを特徴とする調理器。 - 前記表面層は、低分子量および高分子量のフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の調理器。
- 前記接合層と前記緩衝層との間に、該緩衝層に用いたフッ素樹脂と同一種類のフッ素樹脂からなる中間層をさらに有したことを特徴とする請求項１または２記載の調理器。
- 前記接合層の表面を凹凸状に形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の調理器。
- 調理食品を加熱して調理する際に使用される調理器であって、前記調理食品を保持するように所定形状に形成された多孔質体からなる黒鉛基体と、前記黒鉛基体の前記調理食品に接触する調理面側に形成され、該調理面に露出した孔隙に進入する低分子量のフッ素樹脂および高分子量のフッ素樹脂からなる接合層とを有したことを特徴とする調理器。
- 前記黒鉛基体の調理面以外にセラミック層をさらに有したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の調理器。
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