JP5081318B1

JP5081318B1 - 発熱性ゴム

Info

Publication number: JP5081318B1
Application number: JP2011161345A
Authority: JP
Inventors: 信一安本; 実遠藤; 大輔杉浦
Original assignee: 株式会社ヒラタ
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: CN102888114A; JP2013026086A; TW201313799A

Abstract

【課題】耐久性を有し軽量な、マイクロ波によって発熱する発熱性ゴムを提供する。
【解決手段】本発明に係る発熱性ゴムの例はシリカ、シリコーンポリマー、酸化鉄及び炭素の混合物である。耐熱性の高いゴムであるシリコーンポリマー及び発熱性ゴムの硬度を増すために添加されているシリカはマイクロ波を吸収しないため、マイクロ波を照射しても発熱しない。一方、酸化鉄及び炭素はマイクロ波を照射されることにより発熱する。各物質のこのような性質からマイクロ波を照射することにより発熱する発熱性ゴムが実現される。なお、シリカが添加されたシリコーンポリマーの一部若しくは全部に代えて２５０℃程度までの耐熱性のあるフッ素樹脂を用いてもよく、酸化鉄及び炭素の一部若しくは全部に代えて、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等又は炭化ケイ素等の一つ又は複数を用いてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波によって発熱するゴムに関する。

家庭用の電子レンジを用いてマイクロ波を吸収することにより発熱する諸々の素材が知られている。例えば特許文献１には、マイクロ波を吸収することにより発熱する金属層及び耐熱性プラスチックフィルム層を紙基材に設けたシートが記載されている。

一方、特許文献２にはマイクロ波により発熱するフェライト層をフラックス層で挟んだ加熱媒体物を底面に備える陶器が記載されている。

特開２０１１−８９７１９号公報特開２００１−１２８８４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたシートは耐久性に欠け、繰り返し使うことができないという問題があった。また、特許文献２に記載された容器は重く、また、誤って割れやすいという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、耐久性があり軽量な、マイクロ波によって発熱する発熱性ゴムを提供する。

本発明に係る発熱性ゴムは、シリコーンポリマー及びシリカ又はフッ素樹脂、並びに酸化鉄及び炭素を含む発熱体材料を含んでなり、シリコーンポリマー及びシリカの合計又はフッ素樹脂の重量％が５５％から８０％までであり、酸化鉄及び炭素の合計の重量％が２０％から４５％までであり、重量比率が酸化鉄を１に対して炭素が０．１から１までであることを特徴とする。

本発明によれば、耐久性があり、軽量である一方、魚や肉などの食材を調理することができ、食品を風味豊かに加熱することができる。また、発熱性材料としてマイクロ波を吸収することにより非常に高温に上昇する炭素を用い、発熱体材料の好適な割合及び炭素と酸化鉄との好適な割合を示している。

本発明に係る発熱性ゴムは、酸化鉄の重量％が１３．３％から２５％までであり、炭素の重量％が４．０％から１３．３％までであることを特徴とする。

本発明によれば、酸化鉄と炭素との好適な割合が示される。

本発明によれば、耐久性があり軽量な、マイクロ波によって発熱する発熱性ゴムを提供することができる。

発熱体材料の含有量を示す表及び加熱した測定結果を表すグラフである。発熱体材料の含有量を示す表及び加熱した測定結果を示すグラフである。厚さの異なる発熱性ゴムを加熱した測定結果を表すグラフである。本発明に係る発熱性ゴムを調理容器として用いた例を示す上面図、側面図及び側断面図である。調理容器における皿部の上面図及び蓋部の下面図である。

本発明に係る発熱性ゴムについて説明する。本発明に係る発熱性ゴムはシリカ、シリコーンポリマー、酸化鉄及び炭素の混合物である。

耐熱性の高いゴムであるシリコーンポリマー、及び発熱性ゴムの硬度を増すために添加されているシリカはマイクロ波を吸収しないため、マイクロ波を照射しても発熱しない。一方、酸化鉄及び炭素はマイクロ波により発熱する発熱体材料である。各物質のこのような性質からマイクロ波を照射することにより発熱する発熱性ゴムが実現される。

本発明に係る発熱性ゴムの生成にあたっては、まず、シリコーンポリマーにシリカを添加して混合した後、炭素を加えて混合し、さらに酸化鉄を加えて混合する。シリコーンポリマーは炭素混合時と酸化鉄混合時にも適宜加えて混合してもよい。なお、例えば炭素はカーボンブラックを用い、酸化鉄は四酸化三鉄を用いる。各物質が均一になるよう、常温常圧で１０分から３０分程度混合することにより、本発明における発熱性ゴムが生成される。

本発明に係る発熱性ゴムは調理容器として用いられる。この場合、発熱によって魚や肉などの食材に焦げ目をつけるべく短時間で高温に発熱することが望ましい。しかし、シリコーンポリマーの耐熱温度である２００℃から２５０℃程度までを超える高温に達すると破損又は発火の恐れがある。

従って、家庭用の電子レンジと同等の６００ワットのマイクロ波で照射した場合に、６０秒程度で１００℃を超え、最高到達温度が２００℃から２５０℃程度までとなることを目安として各物質が混合される割合を調整する。

図１は発熱体材料の含有量を示す表及び加熱した測定結果を示すグラフである。本測定では発熱体材料の含有量が異なる複数の発熱性ゴムを６００ワットのマイクロ波で照射した。図１Ａは各試料における酸化鉄及び炭素の含有量を重量％で示した表であり、図１Ｂは各試料におけるマイクロ波の照射時間と温度との関係を示すグラフである。試料は酸化鉄及び炭素以外には、主にシリコーンポリマー及びシリカが混合されている。発熱体材料として酸化鉄を単独で用いるより酸化鉄に炭素を混合した方が、温度が短時間で高温に上昇することが測定によって示された。

シリコーンポリマー及びシリカはマイクロ波によって発熱しないので混合される割合が大きいと発熱する際の温度が高温まで上昇しない。一方、混合される割合が小さいと、破損し易くなる。これらを踏まえるとシリコーンポリマー及びシリカは合計の重量％が５５％から８０％までの間とすることが望ましい。

シリコーンポリマーとシリカとの混合の割合はシリコーンゴムの硬度に影響する。耐久性及び成型の容易性等を踏まえると、重量比でシリコーンポリマーを１とした場合に、シリカが０．１５から０．５までの間であることが望ましい。

炭素はマイクロ波を吸収することにより非常に高温に上昇するが、混合される割合が大きいとシリコーンポリマーの耐熱温度である２００℃から２５０℃程度までを大きく超えて、発火する恐れがある。一方で混合される割合を小さくすると温度上昇に時間を要する。

ここで、酸化鉄と炭素とが混合された発熱性ゴムは、酸化鉄又は炭素の一方のみが混合された場合よりも短時間で温度が上昇する。従って酸化鉄と炭素とを混合し、かつ混合する割合を調整することにより、短時間で温度を上昇させ、かつ最高到達温度を２００℃から２５０℃程度までに抑えることができる。

図２は発熱体材料の含有量を示す表及び加熱した測定結果を示すグラフである。図２Ａは各試料における酸化鉄及び炭素の割合を示した表であり、図２Ｂは各試料におけるマイクロ波の照射時間と温度との関係を示したグラフである。

発熱性ゴムの耐久性の観点からは発熱体材料が混合される量は抑えるべきであるが、発熱量の観点からは発熱体材料の量を増すべきである。測定結果も考慮すると、酸化鉄及び炭素の合計の重量％は２０％から４５％までの間が望ましい。また、酸化鉄と炭素との割合は重量比で酸化鉄を１とした場合に炭素が０．１から１までの間であることが望ましい。

以上を踏まえた発熱性ゴムの生成に用いられる各物質についての好適な割合の例は、重量％でシリコーンポリマーが５６．７％から６６．７％まで、シリカが１０．０％から１６．７％まで、酸化鉄が１３．３％から２５％まで及び炭素が４．０％から１３．３％までである。

発熱性ゴムの厚さも温度特性に影響を与える。発熱性ゴムの厚さは一定程度までは厚い方が短時間で高温に達するが、厚くなると熱容量が大きくなる分、高温に達するまでに時間を要する。

図３は、厚さの異なる発熱性ゴムを加熱した測定結果を表すグラフである。同一の面積を有し、発熱性ゴムの厚さが各々１ｍｍ、２ｍｍ及び３ｍｍの場合における、マイクロ波の照射時間と温度との関係を示している。本件では厚さが厚くなる方が短時間で高温に達する。

ただし、発熱性ゴムが高温に発熱すると、使用する者が火傷を負うという問題が生じる。また、前述した耐熱温度の問題も生じる。従って家庭において調理容器として使用する限り、２００℃から２５０℃程度までの温度にとどまることが望ましく、２ｍｍ程度が好適である。加えて、発熱性ゴムの形状や加熱される食材の種類及び量等による影響を考慮すれば、厚さは１．５ｍｍから３ｍｍまでであることが望ましい。

図４は本発明に係る発熱性ゴムを調理容器として用いた例を示す上面図、側面図及び側断面図である。図４Ａは調理容器の上面図、図４Ｂは側面図、図４Ｃは側断面図である。また、図５は調理容器における皿部１の上面図及び蓋部２の下面図である。図５Ａは皿部１と蓋部２を分離した場合における皿部１の上面図、図５Ｂは蓋部２の下面図である。調理容器の外側に設けられている外側皿部１２及び外側蓋部２２は、安全のためマイクロ波によって発熱しない素材によって設けられており、例えばシリコーンポリマー及びシリカを混合したゴム製である。一方、調理容器の内側に設けられている内側皿部１１及び内側蓋部２１は本発明に係る発熱性ゴム製である。

本発明に係る発熱性ゴムを容器状に成型して調理容器として用いることができる。マイクロ波を放射することによって発熱性ゴムが発熱するので、内部載置された魚や肉などの食材が加熱調理される。この場合、食材は接触した発熱性ゴムの発熱によって直接加熱されるほか、接触した発熱性ゴム及び接触していない発熱性ゴムの輻射によっても加熱される。

なお、本発明に係る発熱性ゴムを生成するにあたって、物質を混合する順番は任意である。また、発熱性ゴムは、シリコーンポリマー及びシリカの一部若しくは全部に代えて２００℃から２５０℃程度まで温度に対して耐熱性のあるフッ素樹脂を用いてもよい。

また、発熱体材料は、酸化鉄及び炭素に限らず、酸化アルミニウム、酸化亜鉛又は炭化ケイ素等、マイクロ波を照射することによって発熱する物質の一つ又は複数を用いてもよく、例えば炭素にこれらの発熱体材料のいずれかを混合してもよい。マイクロ波を含む高周波を照射することによって物質が加熱される原理には、誘電加熱と誘導加熱とがあるが、本発明に係る発熱体材料の発熱の原理はいずれであってもよい。

なお、本発明に係る発熱性ゴムは、板状に形成して、接触させた食材を一定時間保温する保温材として用いてもよい。

本発明に係る発熱性ゴムは、２００℃から２５０℃程度までの高温であれば性質が劣化しない耐熱性を有するので、マイクロ波の照射による加熱を繰り返し行うことができる。また、本発明に係る発熱性ゴムは金属や陶器などよりは比重が軽いため、調理容器を軽量にすることができる。さらに、弾力性があるため衝撃によっても破損しにくく、成型も容易である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えるべきである。本発明の範囲は、前述した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１皿部
２蓋部
１１内側皿部
１２外側皿部
２１内側蓋部
２２外側蓋部

Claims

シリコーンポリマー及びシリカ又はフッ素樹脂、並びに酸化鉄及び炭素を含む発熱体材料を含んでなり、
シリコーンポリマー及びシリカの合計又はフッ素樹脂の重量％が５５％から８０％までであり、酸化鉄及び炭素の合計の重量％が２０％から４５％までであり、重量比率が酸化鉄を１に対して炭素が０．１から１までである
ことを特徴とする発熱性ゴム。
酸化鉄の重量％が１３．３％から２５％までであり、炭素の重量％が４．０％から１３．３％までである
ことを特徴とする請求項１に記載の発熱性ゴム。