JP4406919B2

JP4406919B2 - 調理器用トッププレート

Info

Publication number: JP4406919B2
Application number: JP2003426687A
Authority: JP
Inventors: 慎護中根; 成俊嶋谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: JP2004251615A

Description

家庭用や業務用の調理器として、従来からのガスコンロだけでなく、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターを用いた赤外線加熱調理器、電磁加熱（ＩＨ）調理器が用いられるようになってきた。

このような調理器のトッププレートとしては、着色させることによって調理器の内部が見えないように遮蔽し、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターからの赤外線を透過する特性を有する有色低膨張結晶化ガラスがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、電磁加熱調理器は、赤外線加熱調理器のように、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターが発熱して赤い光を発しないため、加熱されていることを認識できない。したがって、安全のために、電磁加熱調理器は、発光ダイオードなどの発光素子を透明なトッププレートの下部に設置して、発光素子からの光によって加熱中であることを認識できるように、発光素子の部分を除き非透光性塗料をトッププレートの裏面に形成していた（例えば、特許文献２参照。）。

尚、発光素子としては、単に加熱の有無を認識させるだけでなく、印加される電力量や温度を色で表現できることも要求されており、そのため、赤色の発光素子の他に、青色、緑色、黄色の発光素子を使うことが望まれている。
特開昭６２−１８２１３５号公報特許２９７９２１１号公報

しかしながら、特許文献２に記載された非透光性塗料は、印刷工程や場合によっては焼き付け工程が必要となるため、安価なトッププレートを提供することは難しい。しかも、非透光性塗料は、トッププレート基板よりも熱膨張係数が大きいため、非透光性塗料とトッププレート基板との熱膨張差による応力が発生しやすく、また長期間においてトッププレートの昇降温の繰り返しによって非透光性塗料が劣化して、クラックの発生や剥離が生じる虞があった。

また、特許文献１に記載された有色低膨張結晶化ガラスからなるトッププレートを電磁加熱調理器用トッププレートとして用いると、非透光性塗料を印刷する必要はないが、赤色の発光素子からの光が、充分に透過せず、青色、緑色、黄色等の発光素子からの光は、ほとんど透過しないという問題がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑みなされたものであり、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽でき、青色、緑色、黄色、赤色等の発光素子からの光を十分に透過し、安価な有色結晶化ガラスからなる調理器用トッププレートを提供することである。

本発明の調理器用トッププレートは、Ｃ光源におけるＣＩＥのＸＹＺ表示系のＹ値（明度）が、肉厚３ｍｍで２．５〜１５であり、Ｖ _２Ｏ _５を０．０１〜０．５質量％含有し、β−ユークリプタイト固溶体を主結晶として６０〜９０質量％析出したＬｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系有色結晶化ガラスからなり、有色結晶化ガラスが、Ｆｅ ^２＋比率（Ｆｅ ^２＋／全Ｆｅ）が質量％で７５％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製したものであることを特徴とする。

本発明の調理器用トッププレートは、Ｃ光源におけるＣＩＥのＸＹＺ表示系のＹ値（明度）が、肉厚３ｍｍで２．５〜１５である有色結晶化ガラスからなるため、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽でき、青色、緑色、黄色、赤色等の発光素子からの光を十分に透過し、しかも安価である。すなわち、結晶化ガラスが、Ｖ₂Ｏ₅等の着色剤を含有し、着色しているため、非透光性塗料を印刷する必要がなく、安価に作製できる。また、Ｙ値（明度）が２．５よりも大きいため、青色、緑色、黄色、赤色等の発光素子からの光を十分に透過でき、１５よりも小さいため、調理器内部が透けて見えることがなく、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽できる。尚、Ｙ値（明度）の好ましい範囲は、２．８〜１３であり、さらに好ましい範囲は、３．０〜１０である。

本発明の調理器用トッププレートは、有色結晶化ガラスが、Ｖ₂Ｏ₅を０．０１〜０．５質量％含有するとＹ値（明度）が２．５〜１５になりやすい。Ｖ₂Ｏ₅の含有量が０．０１質量％よりも少ないと、Ｙ値（明度）が１５よりも大きくなりやすく、０．５質量％よりも多いと、Ｙ値（明度）が２．５よりも小さくなりやすいとともに、長期の使用によって変色しやすくなる。尚、Ｖ₂Ｏ₅の含有量の好ましい範囲は、０．０２〜０．３質量％である。

Ｖ₂Ｏ₅による結晶化ガラスの着色は、結晶性ガラスの酸化還元（レドックス）に影響され、結晶性ガラスの酸化度が高いほどその着色は弱くなる。結晶性ガラスの酸化度は、Ｆｅ²⁺比率（Ｆｅ²⁺／全Ｆｅ）又はＡｓ³⁺比率（Ａｓ³⁺／Ａｓ）を指標として表すことができる。すなわち、還元体であるＦｅ²⁺比率やＡｓ³⁺比率が低いと、ガラスの酸化度は高いと判断できる。

具体的には、本発明の調理器用トッププレートは、Ｆｅ²⁺比率が質量％で７５％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製した有色結晶化ガラスからなると、Ｙ値（明度）が２．５以上になりやすい。Ｆｅ²⁺比率（Ｆｅ²⁺／全Ｆｅ）の好ましい範囲は２８〜７５％であり、Ｆｅ²⁺比率が２８％よりも低いと、Ｙ値が１５よりも大きくなりやすい。さらに好ましい範囲は３５〜７０％である。

また、Ａｓ³⁺比率（Ａｓ³⁺／Ａｓ）が質量％で９７％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製した有色結晶化ガラスからなると、Ｙ値（明度）が２．５以上になりやすい。Ａｓ³⁺比率（Ａｓ³⁺／全Ａｓ）の好ましい範囲は、９５％以下、さらに好ましい範囲は５５〜９５％であり、Ａｓ³⁺比率が５５％よりも低いと、Ｙ値が１５よりも大きくなりやすい。特に好ましい範囲は、６５〜９５％である。

また、結晶性ガラスを熱処理する条件として、核形成処理温度（一次処理温度）は、６００〜８００℃、核形成処理時間（一次処理時間）は、０．５〜５時間、結晶成長処理温度（二次処理温度）は、８３０〜９１０℃、結晶成長処理時間（二次処理時間）は０．１〜３時間であり、核形成処理に続けて結晶成長処理を行うと好ましい。

結晶性ガラス中のＦｅ²⁺比率（Ｆｅ²⁺／全Ｆｅ）を７５質量％以下に、又はＡｓ³⁺比率（Ａｓ³⁺／全Ａｓ）を９７質量％以下にする方法としては、溶融温度の低下、硝酸塩などの酸化剤の添加、還元剤の減量などが挙げられる。

溶融温度の低下については、例えば、溶融温度１６００℃、溶融時間が２０時間において、溶融温度を１００℃下げると、Ｆｅ²⁺比率を３０％、Ａｓ³⁺比率を２５％減少させることができる。

酸化剤の添加については、例えば、硝酸塩の添加割合を２％増加させると、溶融温度１６００℃、溶融時間６時間において、Ｆｅ²⁺比率を３％減少、Ａｓ³⁺比率を３％減少させることができる。

還元剤の減量については、アルミニウム金属やカーボンを添加している場合、例えば、溶融温度１６００℃、溶融時間が２０時間において、アルミニウム金属もしくはカーボンを０．５質量％減量させると、Ｆｅ²⁺比率を２０％減少、Ａｓ³⁺比率を１５％減少させることができる。

このように、同じガラス組成であっても、溶融温度や酸化剤、還元剤の使用量によって、Ｙ値の異なる結晶化ガラスからなるトッププレートの作製が可能となる。ガラス組成を変える必要が無いため、従来品と同じ溶融窯を用いて連続した生産ができ、安価なトッププレートの提供が可能となる。

Ｆｅ²⁺比率が７５質量％よりも高く、又はＡｓ³⁺比率が９６質量％よりも高くなった場合でも、着色剤Ｖ₂Ｏ₅を減量して明度を２．５以上にすることは可能である。しかし、その場合、原料や工程で混入しやすいＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどの不純物着色が強くなり、所望の色調が得られないことがある。また、不純物量の変動によって色調変動するという問題も生じるため好ましくない。

また、本発明の調理器用トッププレートは、３０〜７５０℃における平均熱膨張係数が、−１０〜＋３０×１０^-7／℃である有色結晶化ガラスからなると、耐熱衝撃性が高く、使用時にトッププレートの面内に温度分布が生じても破損しにくいため好ましい。特に、有色結晶化ガラスとしては、β−ユークリプタイト固溶体を主結晶として６０〜９０質量％析出し、Ｖ₂Ｏ₅を含有するＬｉ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系有色結晶化ガラスが好適である。

具体的には、有色結晶化ガラスとしては、質量％で、ＳｉＯ₂ ５５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １４〜２８％、Ｌｉ₂ Ｏ２．５〜７％、ＭｇＯ０〜４％、ＺｎＯ０〜５％、ＴｉＯ₂ ０〜６％、ＺｒＯ₂ ０〜３％、Ｖ₂Ｏ₅０．０１〜０．５％、Ｎａ₂ Ｏ０〜５％、Ｋ₂ Ｏ０〜５％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．００１〜０．３％、Ａｓ₂Ｏ₃ ０．００１〜２．５％、ＣａＯ０〜５％、ＢａＯ０〜７％、ＰｂＯ０〜３％の組成を有し、β−石英固溶体結晶を析出してなる有色結晶ガラスが好適である。

また、本発明の調理器用トッププレートは、２．５〜６ｍｍの肉厚を有すると好ましい。肉厚が２．５ｍｍよりも薄いと、機械的強度が低く、調理時に破壊しやすくなる。６ｍｍよりも厚いと、材料コストが高くなるのは勿論のこと、均質な結晶化を行うことが難しく、均質な結晶化を行うためには、熱処理時間を長くしたり、均熱性の高い結晶化炉を使用する必要があり、コストがアップしやすい。また、機械的な加工精度も得にくいという問題がある。

本発明の調理器用トッププレートを、実施例に基づいて詳細に説明する。

表１は、本発明の実施例１〜５を、表２は、実施例６〜８及び比較例を示す。

まず、表１、２の組成となるように、ガラス原料を調合し、表に示す溶融温度で２０時間熔融した後、板状に成形して結晶性ガラスを作製した。尚、実施例１では、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの原料として硝酸ナトリウム及び硝酸カリウムを使用し、実施例２〜８では、ＢａＯの原料として硝酸バリウムを使用した。また、比較例のＮａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの原料としてそれぞれ炭酸ソーダ及び炭酸カリウムを用いた。

次に、この結晶性ガラスを、表に示す焼成条件で結晶化を行い、実施例１〜８及び比較例の有色低膨張結晶化ガラスを作製した。

表から明らかなように、実施例１〜８は、Ｙ値（明度）が２．５〜１５の間にあり、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽できるとともに、青色、緑色、赤色の発光ダイオードからの光を十分に透過した。

一方、比較例は、Ｙ値（明度）が１．９と低いため、赤色発光ダイオードからの光は不充分ながら確認できたが、青色や緑色の発光ダイオードからの光は、全く透過しなかった。

尚、結晶性ガラスの全Ｆｅ量は、ＩＣＰ発光分析法によって、Ｆｅ²⁺量は、Ｏ−フェナントロリン吸光光度法によって求めた。また、結晶性ガラスの全Ａｓ量は、ＩＣＰ発光分析法によって、Ａｓ³⁺量は、Ａｓ³⁺を硫酸と弗化水素酸で揮発除去し、ＩＣＰ発光分析法によって測定したＡｓ⁵⁺量と、全Ａｓ量との差を算出して求めた。

また、結晶化ガラスについては、上記のよう全量化学的に溶解して分析すれば、結晶性ガラス時の価数を知ることができる。

Ｙ値（明度）は、肉厚３ｍｍに両面光学研磨した結晶化ガラスからなる板について、分光光度計を用いて測定した波長３８０〜７８０ｎｍでの透過率を、ＣＩＥ（国際照明委員会）のＣ光源におけるＸＹＺ表示系に換算して求めた。

熱膨張係数は、ディラトメータ（マックサイエンス社製）を用いて測定した。

透過判定は、作製した結晶化ガラスからなるトッププレート（肉厚４ｍｍ）を、電磁加熱調理器に実装した後、トッププレートから真上に１ｍ離れたところに３６Ｗ蛍光灯を設置し、調理器の内部が透けて見えるかどうかを目視で判定し、全く調理器の内部が透けて見えない場合を「○」、調理器の内部が透けて見える場合を「×」とした。

発光素子の透過判定は、作製した結晶化ガラスからなるトッププレート（肉厚４ｍｍ）の裏面より１ｃｍ離れたところに赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを設置し、トッププレートの表面側からこれらの発光ダイオードの光が見えるかどうかを目視で判定し、発光ダイオードからの光が充分に透過して見える場合を「○」、発光ダイオードのからの光が少ししかみえない場合を「△」、発光ダイオードからの光が全く見えない場合を「×」とした。

以上説明したように、本発明の調理器用トッププレートは、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽でき、青色、緑色、黄色、赤色等の発光素子からの光を十分に透過し、しかも安価に作製できるため、電磁加熱（ＩＨ）調理器やガス調理器などの調理器用トッププレートとして好適である。

Claims

Ｃ光源におけるＣＩＥのＸＹＺ表示系のＹ値（明度）が、肉厚３ｍｍで２．５〜１５であり、Ｖ _２Ｏ _５を０．０１〜０．５質量％含有し、β−ユークリプタイト固溶体を主結晶として６０〜９０質量％析出したＬｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系有色結晶化ガラスからなる調理器用トッププレートであって、有色結晶化ガラスが、Ｆｅ ^２＋比率（Ｆｅ ^２＋／全Ｆｅ）が質量％で７５％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製したものであることを特徴とする調理器用トッププレート。
Ａｓ^３＋比率（Ａｓ^３＋／全Ａｓ）が、質量％で９７％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製した有色結晶化ガラスからなる請求項１に記載の調理器用トッププレート。
Ａｓ^３＋比率（Ａｓ^３＋／全Ａｓ）が、質量％で９５％以下である結晶性ガラスを熱処理することによって作製した有色結晶化ガラスからなる請求項１に記載の調理器用トッププレート。