JP5688643B2 - 発熱琺瑯釉薬およびここに塗布された発熱容器 - Google Patents
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Description
本発明はマグネトロンから発せられる高周波を用いて食物を調理する電子レンジに用いられる発熱容器およびその表面に塗布される発熱琺瑯釉薬に係り、さらに詳しくは、食物を載置する容器を製造するに際して、通常の琺瑯容器の製造時に琺瑯釉薬にマイクロウェーブを吸収して熱を発生する発熱物質を混合して発熱容器を製造することにより、既存の製品よりも高温に耐える耐熱性および発熱特性を高められる電子レンジの発熱容器に関する。
通常、電子レンジは、マグネトロンから発せられる２．４５ＧＨｚの高周波を調理室に放射して食物の分子配列を振動させることにより食物を調理する器具である。
最近の複合型電子レンジの中では、電子レンジの調理室の内部に熱線を設けて既存の電気オーブンの役割を兼ね得るような電子レンジが増加しつつある。このため、電子レンジの調理室の内部温度が上がって熱線から容器へと直接的に熱が伝わる場合、３００℃以上の高温に上昇しつつ高温に耐え得る発熱調理容器が求められている。
ところが、現在、ほとんどの発熱調理容器は、高周波を吸収して熱に切り換えるようにフェライトをシリコンまたはゴムに混ぜてこれをアルミニウムまたは通常の琺瑯容器などの下部に取り付けた形で用いられているため、熱に弱く、熱線が調理室に設けられた電気オーブン兼用電子レンジには使用し難いという不都合がある。
前記用途に用いるための発熱機能を与える方法としては、下記の方法が挙げられる。
（１）フェライトをシリコンまたはゴムに混ぜてこれをアルミニウムまたは琺瑯容器などの下部に取り付けて用いる方法であり、現在、最も汎用されている方法である。この方法による発熱容器を１０００Ｗ出力の電子レンジで３分間加熱する場合、発熱温度が２５０℃以上には発熱されず、構成材質がゴムであるため、２６０℃以上の温度下では変形が発生してしまうため、高温下での使用が不可能であるという欠点を有している。
（２）例えば、下記の特許文献１には、５０以上の比誘電率を有する高誘電率材料と、５０以下の比誘電率を有する高誘電率材料を分散質とする減衰材を積層し、前記高誘電率材料がチタン酸ストロンチウムであり、前記高誘電正接材料が炭化ケイ素−炭化チタン固溶体である電子レンジ用発熱容器が開示されている。
このような従来の電子レンジ用発熱容器は、高誘電材料と低誘電材料との組み合わせによって薄肉であり、発熱温度を高めることができるという効果があるが、金属プレートの下面に収束材と減衰材が積層されて取り付けられることにより、上述したように長時間に亘って用いるときに、接着個所に残留した油残渣などが炭化して局所的な放電が発生してしまい、この放電によって金属プレートから収束材および減衰材が取り外されてしまうという不都合があった。
（３）例えば、下記の特許文献２には、電子レンジ用発熱容器がガラスまたはセラミック材質、すなわち、高周波が透過可能な材質からなる容器と、前記容器の下部に化学的結合により被覆されて高周波を吸収して熱を発生させる発熱膜から構成され、前記発熱容器は、高周波を吸収して熱を発生するように、錫（Ｓｎ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アンチモン（Ｓｂ）などを主原料として５００℃以上の高温下で化学的結合によって形成された薄膜であって、通常の塗布、塗装またはめっきとは異なる。ところが、これは、マイクロウェーブが透過されるガラスおよびセラミック材質を用いることにより、取扱時に破損の可能性が高く、容器が大きい場合には重量が嵩んでしまうという欠点がある。
以上述べたように、最近まで用いられている電子レンジ用発熱容器を実現する方法は、使用温度、取り扱いの便宜性、製造コストなどの側面で欠点を有しており、特に、複雑な形状処理が困難であるという加工上の問題点がある。
本発明は上記の不都合を解消するために提案されたものであり、その目的は、商用される釉薬（ガラス質のフリット）に軟磁性材料であるフェライトまたは金属性軟磁性合金粉末材料をそれぞれ別々にまたは混合添加して、電子レンジからマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）を吸収して熱エネルギーに切り換わるといった発熱特性が与えられる発熱琺瑯釉薬を提供することである。
本発明の他の目的は、本発明の琺瑯発熱釉薬を用いて、これを琺瑯用金属材質に塗布して発熱性能および耐熱性、便利性を向上させ、製造コストをも低めた発熱容器を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明の発熱琺瑯釉薬は、ガラス質成分の琺瑯釉薬（フリット）５〜７５重量％、軟磁性粉末２０〜９３重量％、粘土１〜１０重量％、亜硝酸ナトリウム０．１〜１重量％を混合してなる混合物１００重量部に、水２０〜５０重量部を添加して製造される。
好ましくは、前記軟磁性粉末は、フェライト系粉末または軟磁性金属合金粉末を含み、
前記フェライト系粉末は、ＭｎＺｎ系粉末、ＭｇＣｕＺｎ系粉末、ＮｉＺｎ系粉末およびこれらの混合物よりなる群から選ばれ、前記軟磁性金属合金粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系およびこれらの混合物よりなる群から選ばれる。
前記フェライト系粉末は、ＭｎＺｎ系粉末、ＭｇＣｕＺｎ系粉末、ＮｉＺｎ系粉末およびこれらの混合物よりなる群から選ばれ、前記軟磁性金属合金粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系およびこれらの混合物よりなる群から選ばれる。
好ましくは、前記混合物１００重量部に対して、０．１〜１０重量部のホウ砂がさらに含まれる。
本発明の発熱容器は、上記の発熱琺瑯釉薬を金属製の調理容器に塗布し、乾燥させた後、ガラス化焼成を行うことにより製造される。前記発熱容器は、電子レンジ用ピザ板、電子レンジ用トレイ、電子レンジ用魚焼き板、調理用トレイを含む。
以上述べたように、本発明は、商用される琺瑯釉薬組成に軟磁性材料粉末を混合添加して造成された釉薬をもって琺瑯鋼板容器に琺瑯処理を施すことにより、既存の琺瑯製造工程を用いて、安価な製造コストにて電子レンジからマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）を吸収して熱エネルギーに切り換わるといった発熱特性が与えられる電子レンジ用発熱琺瑯を製造することができ、既存の電子レンジ用発熱容器製品（シリコンゴム＋フェライト）よりも高温下でも耐え、且つ、高い発熱性能を持たせることにより、高級化を図ることができるというメリットがある。
また、従来の電子レンジ用発熱容器（シリコンゴム＋フェライト）は、電子レンジ内において３分加熱時に発熱温度が２００〜２３０℃程度であり、それ以上の発熱温度の上昇は得られず、２８０℃以上においては、シリコンゴムが急激に劣化して寿命が尽きてしまうものの、本発明の発熱容器は、同じ条件下でそれよりも発熱温度が高く、しかも、３００℃においても全く劣化せず、発熱温度の調節が行えるというメリットがある。
本発明の発熱容器に載置された食物の上面は高周波によって調理されるとともに、食物の下面が接触されて高周波が浸透できない食物の下面が前記発熱容器によって発生される熱によって調理されることとなる。
また、本発明の発熱容器は、遥かに高い耐熱特性を有し、熱線が調理室に設けられた電気オーブン兼用電子レンジにおいて使用可能であるだけではなく、一般の琺瑯鍋に本発明の発熱琺瑯釉薬を塗布して製作する場合に、電子レンジに使用可能であり、しかも、一般直火用琺瑯鍋として使用可能になることから、多用途での使用が可能である。
一般に、琺瑯は、薄肉の金属素材を様々に形状化させた後、琺瑯釉薬を塗布して熱処理を施すことにより、加工性に優れているという特性を有しており、塗布されたガラス質は、耐食性、耐摩耗性、耐熱性に優れており、且つ、表面が美麗であるという特性があるため、腐食または加熱条件など劣悪な環境下で用いられたり、外装および飾り用として用いられてきており、高温下でも人体に無害であるため、鍋、焼き用板などとして用いられている。
かようなメリットにも関わらず、電子レンジにおいて２．４５ＧＨｚの高周波による発熱特性がないため、電子レンジ用発熱容器として使用することはできなかったものの、本発明の発熱琺瑯釉薬を開発することにより、これを解消して既存の電子レンジ用発熱容器よりも発熱温度が高いつつも、３００℃以上の温度において使用可能になった。
本発明の発熱釉薬は、ガラス成分の琺瑯釉薬（ガラス質のフリット）５〜７５重量％に、軟磁性粉末２０〜９３重量％、粘土１〜１０重量％、亜硝酸ナトリウム０．１〜１重量％を混合した混合物１００重量部に、水２０〜５０重量部を添加して製造される。前記釉薬は、マイクロウェーブによって発熱する琺瑯用発熱釉薬である。
調理容器は、琺瑯に用いられる金属素材（鋼板、アルミニウム、またはステンレス鋼）を前処理した後、前記琺瑯用発熱釉薬を表面に塗布し、ガラス化焼成を行った後に冷却させて琺瑯用発熱釉薬が塗布された発熱容器を製作することとなる。
ここで、「ガラス成分の（一般）琺瑯釉薬」とは、ガラス質のフリットであり、容器の材質である鋼板の種類および焼成温度、その他の物性に応じて組成および含量が変化するが、主な組成としては、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ、Ｌｉ２Ｏ、ＮｉＯ、ＭｎＯ、ＳｎＯ２などをほとんど含む、一般的に商用化されている琺瑯釉薬一体のことをいう。琺瑯釉薬は、容器の材質または用途に応じてその組成が僅かに異なっているが、琺瑯釉薬の種類別の例としては、下記に示すものがある。
例１）低炭素鋼板用の琺瑯釉薬の組成
Ｎａ２Ｏ：１５．４重量部、Ｋ２Ｏ：２重量部、ＣａＯ：１．５重量部、ＢａＯ：２．７重量部、ＮｉＯ：２．５重量部、ＣａＯ：８重量部、ＳｉＯ２：４２重量部、Ａ２Ｏ３：３．３重量部、ＭｎＯ２：０．６重量部
Ｎａ２Ｏ：１５．４重量部、Ｋ２Ｏ：２重量部、ＣａＯ：１．５重量部、ＢａＯ：２．７重量部、ＮｉＯ：２．５重量部、ＣａＯ：８重量部、ＳｉＯ２：４２重量部、Ａ２Ｏ３：３．３重量部、ＭｎＯ２：０．６重量部
例２）低炭素鋼板用の琺瑯釉薬の組成
Ｎａ２Ｏ：９．８、Ｋ２Ｏ：２．５、Ｌｉ２Ｏ：４．０、ＣａＯ：１．５、ＢａＯ：０．２、ＮｉＯ：０．２、ＣａＯ：１．１、Ｆ２：１．２、ＳｉＯ２：６４．５、Ａ２Ｏ３：０．５、Ｂ２Ｏ３：１０．５、ＴｉＯ２：３．８、ＭｎＯ２：０．２．
Ｎａ２Ｏ：９．８、Ｋ２Ｏ：２．５、Ｌｉ２Ｏ：４．０、ＣａＯ：１．５、ＢａＯ：０．２、ＮｉＯ：０．２、ＣａＯ：１．１、Ｆ２：１．２、ＳｉＯ２：６４．５、Ａ２Ｏ３：０．５、Ｂ２Ｏ３：１０．５、ＴｉＯ２：３．８、ＭｎＯ２：０．２．
例３）アルミニウムの釉薬の組成
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２６〜３０重量％、酸化リジウム（ＬｉＯ２）４〜５重量％、二酸化錫（ＳｎＯ２）３０〜３４重量％、焼石灰１４〜１８重量％、ＴｉＯ２６〜８重量％、硝石５〜６重量％、硝酸加里３〜５重量％、アンチモン（Ｓｂ）０．５〜１重量％、カードミウム（Ｃｄ）０．４〜１重量％
二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２６〜３０重量％、酸化リジウム（ＬｉＯ２）４〜５重量％、二酸化錫（ＳｎＯ２）３０〜３４重量％、焼石灰１４〜１８重量％、ＴｉＯ２６〜８重量％、硝石５〜６重量％、硝酸加里３〜５重量％、アンチモン（Ｓｂ）０．５〜１重量％、カードミウム（Ｃｄ）０．４〜１重量％
例４）遠赤外線放射釉薬
長石７〜２０％、蛍石２〜８％、ホウ砂２０〜３５％、コバルト０．１〜２％、麦飯石２０〜４０％、アルミナ５〜１７％、酸化ニッケル１〜１．２％、硝石３〜４％、ソーダ灰４〜６％、マンガン０．５〜５％
長石７〜２０％、蛍石２〜８％、ホウ砂２０〜３５％、コバルト０．１〜２％、麦飯石２０〜４０％、アルミナ５〜１７％、酸化ニッケル１〜１．２％、硝石３〜４％、ソーダ灰４〜６％、マンガン０．５〜５％
低炭素鋼板用の琺瑯釉薬の組成は２種類の例が開示されているが、必ずしもこれらに限定されるものではない。前記琺瑯釉薬の組成は、説明や理解のための例に過ぎず、必ずしも上記の組成に制限されるものではないことは言うまでもない。
また、「軟磁性粉末」とは、磁性を帯びる粉末のことをいい、フェライト粉末または軟磁性金属合金粉末のことをいう。フェライト粉末は、ＭｎＺｎ系、ＭｇＣｕＺｎ系、またはＮｉＺｎ系を含むが、これらに限定されるものではなく、これらの他にも、軟磁性フェライトが使用可能である。軟磁性金属合金粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、またはＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系などを含むが、これらに限定されるものではなく、これらの他にも、軟磁性金属合金粉末を含む。
粉末径は、１００μｍ以下であることが好ましく、円形であっても、板状であってもよく、配合に際しては、１種または２種以上を混合して使用することができる。
このような「軟磁性粉末」は、電子部品の電波ノイズを低減するためのマイクロウェーブ吸収体としても用いられているが、これは、軟磁性材料が磁気的損失によってマイクロウェーブの電磁気波を吸収して熱エネルギーに切り換わるような特性を用いたものである。
本発明は、軟磁性（粉末）材料の電波吸収機能よりは、発熱効果を活用するものであり、上記のようにして製造されるマイクロウェーブによる発熱性能を有する発熱釉薬は、軟磁性材料の含量が増大するにつれて発熱温度が高く現れる傾向にあるが、その含量が高過ぎると、ガラス質の含量不足によって琺瑯用金属との結合性が低下しつつも、強度を除く物性が低下するという傾向にある。
フェライトを単独で使用する場合よりは、金属軟磁性粉末を一部混合したり、金属粉末１種単独あるいは金属粉末２種以上混合して使用する場合に、発熱性能および強度が向上するが、軟磁性金属粉末は、セラミックよりも琺瑯用金属と熱膨張係数が類似しているため、強度および琺瑯用金属との結合性に優れているというメリットがある。
磁性粉末の種類、含量、粒子径に応じて琺瑯ガラス質の表面光沢も異なるため、発熱容器の使用目的に応じてこれを調整して製造する。上述のように発熱琺瑯の釉薬組成比を決定し、この組成物をボールミルを用いて混合・粉砕し、塗布方法に適した濃度に水分量を調整して発熱琺瑯釉薬を製造する。
「粘土」は、天然産の微粒子の集合体であり、水分を加えた状態では可塑性が生じ、乾燥すれば、剛性を示し、高温下で焼く場合に焼結するという特性を有しているため、水分含有の釉薬に粘土を添加すれば、可塑性の向上によって粘土が高くなって琺瑯用金属の表面に一定の厚さに塗布することが困難であり、釉薬塗布を行った後に乾燥すれば、剛性を持たせるという役割を果たす。
「亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）」は、水分含有の釉薬に琺瑯用金属を浸漬して塗布する場合に、釉薬が流れ続くことを防ぐために粘度を高める役割を果たす。
好ましくは、ホウ砂を添加してもよい。ホウ砂は、釉薬の塗布処理後にガラス焼成段階において温度を下げるときに用いる。すなわち、普通（ホウ砂未添加の場合）、８２０〜８５０℃にてガラス化焼成させるが、ホウ砂を添加すれば、７４０〜７８０℃にてガラス焼成を行うことができる。アルミニウムを鋼板として用いる場合には、より低い温度にてガラス化焼成を行うことが可能であることはいうまでもない。
一方、混合物に混入される水の他に、シンナ、アルコールなどの揮発性溶媒を添加して乾燥速度を高めてもよい。
次に、発熱用琺瑯釉薬を用いて電子レンジ用発熱調理容器を製作する方法を説明する。
まず、琺瑯用発熱釉薬が表面に上手く塗布されるように琺瑯用金属（鋼板、アルミニウム、またはステンレス鋼）を酸洗、中和処理する前処理を施す。
しかる後、金属製調理容器の表面に発熱用琺瑯釉薬を万遍なく塗布した後、高温を加えてガラス化焼成を行う。電子レンジ用発熱容器は、用途に応じて様々であるが、その大きな特徴は、電子レンジからの発熱がない通常の琺瑯容器に電子レンジにおいて容器が発熱されるという特性を与えることである。図１から図３に示すように、ピザ焼き板など各種の焼き用の琺瑯容器とすき焼き用鍋および煮込み料理器などと、電子レンジの調理室の下段または中段、上段に設けて使用可能な図４および図５に示す各種の電子レンジおよび複合電子オーブンレンジの規格に適した専用発熱調理容器に用いることを目的とする。
このような様々な用途に適した発熱容器に適用するためには、発熱容器の発熱温度、表面の光沢度、機械的強度、熱衝撃性、カラーおよび形状などに応じて前記発熱琺瑯釉薬の塗布方法、塗布厚さ、および塗布回数などを異ならせてもよい。
ガラス化焼成温度は、琺瑯用金属がアルミニウム合金である場合には、４００〜５００℃にて、低炭素琺瑯用鋼板である場合には、７４０〜８５０℃にて、一般に焼成するなど、琺瑯用金属に応じてガラス化焼成温度を異ならせ、製品の製造工程および製品の特性に応じて釉薬を低温用、または高温用に組成を調節して焼成温度を調節することができる。
このように様々な電子レンジ用発熱容器を発熱用琺瑯釉薬を用いて実現する上では、琺瑯用金属に琺瑯釉薬を塗布する方法も重要な要素となる。
図６Ａから図６Ｅは、外底面に発熱琺瑯釉薬が塗布された例を示す。図６Ａおよび図６Ｄに示すように、琺瑯用金属１０に一般の琺瑯釉薬１１を塗布した後、外底面に本発明の発熱琺瑯釉薬１２を塗布することができ、外底面が無光沢であっても、問題とならない鍋や、焼き板に適用可能である。図６Ｂに示すように、発熱琺瑯釉薬１２の上にさらに一般の琺瑯釉薬１１を塗布してもよい。外底面に光沢が必要となる場合には、図６Ｂまたは図６Ｅに示すように、セラミックコーティング釉薬１３または光沢釉薬を塗布してもよい。
図７Ａから図７Ｄは、内底面に発熱琺瑯釉薬が塗布された例を示す。図７Ａは、琺瑯用金属１０に一般の琺瑯釉薬１１を全体的に塗布した後、内底面に発熱琺瑯釉薬１２を塗布した場合を示し、図７Ｂは、琺瑯用金属１０に一般の琺瑯釉薬１１を内底面を除く全体部分に塗布し、内底面は発熱琺瑯釉薬１２を塗布し、その上に一般の琺瑯釉薬を塗布した場合を示し、図７Ｃは、発熱用琺瑯釉薬１２の上にセラミックコーティング釉薬１３または光沢釉薬を塗布した場合を示し、図７Ｄは、琺瑯用金属１０に一般の琺瑯１１を内底面を除く全体部分に塗布し、内底面は発熱用琺瑯釉薬１２のみを塗布した場合を示す。
図８Ａおよび図８Ｂは、金属製調理容器の全表面に発熱琺瑯釉薬が塗布された例を示す。図８Ａは、発熱琺瑯釉薬１２のみを塗布した場合を示し、図８Ｂは、発熱琺瑯釉薬１２の上に一般の琺瑯釉薬１１を塗布した場合を示す。表面の光沢度が低下すれば、さらに光沢またはカラーを調節してさらに琺瑯釉薬を塗布してもよい。
上述したように、琺瑯用発熱釉薬の塗布方法は、発熱琺瑯の用途および生産工程、発熱温度、その他の要求特性に応じて選定可能である。
以下、本発明を実施例を挙げて詳述する。
［実施例１］
商用されている琺瑯釉薬用のガラス質のフリット［ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ、ＢａＯ、Ｆ、Ｂ２Ｏ３などの組成］に粘土および亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）を下記表１に示すように添加された商用釉薬組成に軟磁性材料であるフェライトおよび軟磁性金属合金粉末（ＦｅＳｉＡｌ系、ＦｅＳｉ系）の種類および含量を変化させつつ添加して１２種の釉薬の組成比を決定し、この組成物にそれぞれ別々に４０Ｗｔ％の水を添加した後、アルミナボールミルを用いて平均１００μｍの粒子径を有するように粉砕して発熱琺瑯用釉薬の試片を製造した。
商用されている琺瑯釉薬用のガラス質のフリット［ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ、ＢａＯ、Ｆ、Ｂ２Ｏ３などの組成］に粘土および亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）を下記表１に示すように添加された商用釉薬組成に軟磁性材料であるフェライトおよび軟磁性金属合金粉末（ＦｅＳｉＡｌ系、ＦｅＳｉ系）の種類および含量を変化させつつ添加して１２種の釉薬の組成比を決定し、この組成物にそれぞれ別々に４０Ｗｔ％の水を添加した後、アルミナボールミルを用いて平均１００μｍの粒子径を有するように粉砕して発熱琺瑯用釉薬の試片を製造した。
商用琺瑯用熱間圧延鋼板を、厚さ０．８ｍｍ、１００×１５０ｍｍの矩形に切断して試片を製作し、前記鋼板を水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いて脱脂した後、発熱琺瑯釉薬を２００μｍの厚さ以上に塗布後、１００℃において２時間乾燥させ、乾燥された試片を８３０℃の炉内において５分間釉薬層をガラス化焼成し、空気中において急冷した後、試片のマイクロウェーブによる発熱効果を測定し、その結果を下記表２に示す。
表１ 組成
表１ 組成
表１および表２に示す実施例１から明らかなように、金属磁性粉末であるＦｅＳｉＡｌ系粉末を商用されている琺瑯釉薬組成に４３．８ｗｔ％添加して製作された発熱琺瑯試片を１０００Ｗ電子レンジ内において３分間加熱した場合、その試片の表面温度が２５７℃に上昇するといったマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）による発熱効果が得られる。
また、表１および表２に示す実施例１、２、３、４、５でのように、金属磁性粉末であるＦｅＳｉＡｌ系粉末の含量を増大させる場合、製作された試片の発熱温度が次第に上昇することを確認することができ、琺瑯用鋼板との結合状態も良好であるため、衝撃にも容易に破損されず、３５０℃の試片を室温の水に急冷してもひび割れが発生せず、熱衝撃性に優れていることが分かる。
表１および表２に示す実施例６においては、金属磁性粉末であるＦｅＳｉＡｌ系の代わりに、金属磁性粉末であるＦｅＳｉ系を用いて発熱琺瑯釉薬を製造する場合であっても、試片を１０００Ｗ電子レンジ内において３分間加熱した場合にその試片の表面温度が２６７℃に上昇するマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）による発熱効果を確認することができたが、ＦｅＳｉＡｌ系金属磁性粉末を同含量分添加した実施例３よりはやや発熱性能が低下することが分かる。
また、表１および表２に示す実施例７、８、９、１０は、金属磁性粉末の代わりに、磁性セラミックであるＭｎＺｎ系フェライトを用いて含量を２３．６〜５７．８Ｗｔ％に調節し、上記の方法と同様にして発熱琺瑯釉薬を製造し、これを用いて発熱琺瑯試片を製作してマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）による発熱効果を測定した結果であるが、磁性セラミックであるＭｎＺｎ系フェライトの含量が増大すれば、１０００Ｗ電子レンジ内において３分間加熱した場合にその試片の表面温度が２２０℃に上昇するマイクロウェーブ（２．４５ＧＨｚ）による発熱効果を確認することができた。しかしながら、軟磁性金属粉末と比べて、発熱効果にはやや劣っていた。
実施例１１、１２において、軟磁性金属粉末とフェライトを混合した場合には、軟磁性金属粉末を単独にて使用した場合よりも発熱効果がやや低下する傾向にあったが、製品の特性に応じて混合して使用することができた。
次に、発熱琺瑯釉薬の組成および含量を調節して発熱琺瑯釉薬を上記の方法により製造し、琺瑯試片の大きさを電子レンジに実際に使用する電子レンジ専用容器の大きさにして製作した琺瑯試片に前記製造された発熱琺瑯釉薬の単位面積当たりの塗布量（ｇ／ｃｍ２）を０．１４〜０．３ｇ／ｃｍに調整して塗布して乾燥後、ガラス化焼成を行った後に乾燥させて琺瑯試片を製作した。これを表３に示す。
表３ 組成および試片の規格、目付量
表３ 組成および試片の規格、目付量
前記実施例１３〜１８の各々の琺瑯試片を１０００Ｗ電子レンジに入れて、発熱温度を測定し、その結果を表４に示す。
表４ 発熱温度
表４ 発熱温度
前記表を参照すれば、実施例１４および実施例１５において、金属磁性粉末の含量が増加すれば、３分間電子レンジにおいて加熱したときに温度が上昇し、実施例１５および実施例１６、実施例１７および実施例１８をそれぞれ比較してみると、琺瑯容器の単位面積当たりの発熱琺瑯釉薬の量（厚さ）が増大するほど発熱温度が増大することが分かる。
また、実施例１６および実施例１７を比較してみると、同じ条件下で発熱琺瑯釉薬を塗布し、同じ条件下で発熱温度を測定する場合、琺瑯容器が大きくなるほど発熱温度は落ちることが分かる。すなわち、発熱琺瑯容器の大きさに応じて、発熱琺瑯釉薬に用いられる磁性材料の種類および含量と、塗布すべき琺瑯容器の単位面積当たりの釉薬の重量（厚さ）を調節することにより、発熱琺瑯の発熱温度を調整することができるので、使用目的に適した電子レンジ用発熱琺瑯容器の設計が可能であることが分かる。
さらに、従来の電子レンジ用発熱容器（シリコンゴム＋フェライト）は、電子レンジ内において３分加熱したときの発熱温度が２００〜２３０℃程度であり、それ以上の発熱温度の上昇は得られず、２８０℃以上においては、シリコンゴムが急激に劣化して寿命が尽きるものの、本発明品は、同じ条件下でそれよりも発熱温度が高く、且つ、３００℃においても全く劣化せず、しかも、発熱温度が調節可能であるということを確認することができる。
１０：金属製の調理容器
１１：一般の琺瑯釉薬
１２：本発明の発熱琺瑯釉薬
１３：セラミックコーティング釉薬
１１：一般の琺瑯釉薬
１２：本発明の発熱琺瑯釉薬
１３：セラミックコーティング釉薬
Claims (7)
- 金属製容器の表面に塗布して金属容器を発熱させるための発熱琺瑯釉薬において、
ガラス質成分の琺瑯釉薬（フリット）５〜７５重量％、軟磁性粉末２０〜９３重量％、粘土１〜１０重量％、亜硝酸ナトリウム０．１〜１重量％を混合してなる混合物１００重量部に、水２０〜５０重量部を添加して製造された発熱琺瑯釉薬。 - 前記軟磁性粉末は、フェライト系粉末または軟磁性金属合金粉末を含み、
前記フェライト系粉末は、ＭｎＺｎ系粉末、ＭｇＣｕＺｎ系粉末、ＮｉＺｎ系粉末およびこれらの混合物よりなる群から選ばれ、
前記軟磁性金属合金粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系およびこれらの混合物よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の発熱琺瑯釉薬。 - 前記混合物１００重量部に対して、０．１〜１０重量部のホウ砂がさらに含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱琺瑯釉薬。
- 金属製の発熱容器において、
ガラス成分の琺瑯釉薬（フリット）５〜７５重量％、軟磁性粉末２０〜９３重量％、粘土１〜１０重量％、亜硝酸ナトリウム０．１〜１重量％を混合してなる１００重量部の混合物に２０〜５０重量部の水を添加して製造された発熱琺瑯釉薬を金属製の調理容器に塗布し、乾燥させた後、ガラス化焼成を行うことにより製造されたことを特徴とする発熱容器。 - 前記発熱容器は、電子レンジ用ピザ板、電子レンジ用トレイ、電子レンジ用魚焼き板、調理用トレイのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の発熱容器。
- 前記軟磁性粉末は、フェライト系粉末または軟磁性金属合金粉末を含み、
前記フェライト系粉末は、ＭｎＺｎ系粉末、ＭｇＣｕＺｎ系粉末、ＮｉＺｎ系粉末およびこれらの混合物よりなる群から選ばれ、前記軟磁性金属合金粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系およびこれらの混合物よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項４または５に記載の発熱容器。 - 前記混合物１００重量部に対して、０．１〜１０重量部のホウ砂がさらに含まれることを特徴とする請求項６に記載の発熱容器。
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