JPH0551945U

JPH0551945U - 調理用鍋類

Info

Publication number: JPH0551945U
Application number: JP10261291U
Authority: JP
Inventors: 仁長岡; 裕菅野
Original assignee: 株式会社新潟鉄工所
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】鍋類本体と窒化チタン被膜層との間の熱膨張
係数の差に起因して窒化チタンコーティング層に付加さ
れる急激な熱応力を緩和することによりクラック発生の
原因を解決し、高温で加熱した後急冷しても窒化チタン
コーティング層にクラック等の暇疵が生じない窒化チタ
ン被膜調理用鍋類の提供。【構成】フライパン１１は、鋼等の金属製材料からな
るフライパン本体１２と、このフライパン本体１２の内
面側に成膜されている厚さ（Ｌ）２μｍ以下の窒化チタ
ン被膜層１３とから構成されている。【効果】フライパン１１を加熱した後急冷した時に窒
化チタン被膜層１３にクラックを発生する不都合を防止
することができ、窒化チタンコーティングによる表面装
飾・表面美化機能、耐蝕性及び耐摩耗性能と合わせて、
熱衝撃耐久性の優れたフライパンとなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、窒化チタン被膜を有する調理用鍋類に関し、特に窒化チタン被膜の耐熱衝撃性を向上させるための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、イオンプレーティング法により、金属等の基板上に窒化チタンコーティングを施す技術があり、この窒化チタンコーティングは、装飾性があり、耐蝕性及び耐摩耗性などに優れている特徴があることから、ネクタイピン、腕時計のフレーム等種々の製品の表面装飾・表面美化とともに、耐蝕性及び耐摩耗性を付与する目的で実用化されている

【０００３】本考案者らは、上記窒化チタンコーティングが美しい金色を呈し、耐蝕性や耐摩耗性も良好であるという性質を有することに鑑み、上記窒化チタン被膜をフライパンや鍋、釜などの調理用鍋類の表面処理に適用することを目指し、鋼製のフライパン本体の内表面にイオンプレーティング法によって窒化チタンコーティングを形成してなるフライパンを試作した。ところで、上記イオンプレーティング法によって成膜される窒化チタンコーティングの膜厚は、通常の成膜操作においては、２〜５μｍ程度の範囲とされることが多い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、表面に窒化チタンコーティングをしたフライパン等の調理用鍋類は、調理のために加熱した後急冷すると、上記窒化チタンコーティングに、クラックが発生してしまうという問題があった。上記クラックは、フライパンの構成材料（基板）である鋼と窒化チタンコーティング層との間の熱膨張係数の差に起因して、この窒化チタンコーティング層に対して急激な熱応力が付加されることにより発生するものと考えられる。

【０００５】本考案は上記事情に、鑑みなされたもので、鍋類本体と窒化チタン被膜層との間の熱膨張係数の差に起因して窒化チタンコーティング層に付加される急激な熱応力を緩和することによりクラック発生の原因を解決し、高温で加熱した後に急冷しても窒化チタンコーティング層にクラック等の暇疵が生じない調理用鍋類の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、鍋類本体の表面にイオンプレーティング法によって成膜された膜厚２μｍ以下の窒化チタン被膜層を形成することにより解決される。

【０００７】また、鍋類本体の表面にイオンプレーティング法によって成膜されたチタン被膜層を形成し、該チタン被膜層の上にイオンプレーティング法によって成膜された膜厚２μｍ以下の窒化チタン被膜層を積層してもよい。

【０００８】

【作用】

鍋類本体の表面にイオンプレーティング法によって成膜される窒化チタン被膜層の膜厚を２μｍ以下とすると、成膜後の窒化チタン被膜層には、圧縮応力が相当量残存することになり、この残存する圧縮応力が鍋類本体と窒化チタン被膜層との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）を相殺する。

【０００９】また、熱膨張率の大きな鍋類本体と、熱膨張率の小さな窒化チタン被膜層との間に、両者の中間程度の熱膨張率を有するチタン被膜層を設けたことにより、鍋類本体と窒化チタン被膜層との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）が緩和される。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案の第１実施例を示すもので、図中符号１１はフライパンである。このフライパン１１は、鋼等の金属製材料からなるフライパン本体１２と、このフライパン本体１２の内面側に成膜されている厚さ（Ｌ）２μｍ以下の窒化チタン被膜層１３とから構成されている。

【００１１】上記窒化チタン被膜層１３は、物理蒸着法の一つであるイオンプレーティング法により形成された膜で、窒化チタン被膜層１３は、フライパン本体１２の表面に直接成膜されることによりそのフライパン本体１２の表面に強固に密着して形成されている。

【００１２】上記窒化チタンは、高度が高く（ビッカース硬さＨｖ２０００程度）、耐蝕性も良好な優れたコーティング材料で、しかもその色調は金色を呈することが知られ、特にイオンプレーティング法により形成された窒化チタンは、純金に近い美しい色調を呈する。

【００１３】次に上記フライパン１１の製造例を以下に述べる。図２は、上記フライパン１１の製造に好適に用いられるイオンプレーティング装置を例示するもので図中符号１４は、イオンプレーティング装置である。このイオンプレーティング装置１４内は、真空ポンプ１５により圧力１０^-5〜１０^-7 Torr程度の真空状態とされている。また、イオンプレーティング装置１４内には、フライパン本体１２が配置され、このフライパン本体１２には、基板電極１６により数百ボルトの電圧が印加されている。また、このフライパン本体１２と対向する側には、チタン１７（コーティング材料）が配置され、このチタン１７の近傍には、イオン電極１８が配設されている。このイオン電極１８は、フライパン本体１２の成膜前の表面クリーニング時にアルゴンガス供給路１９からイオンプレーティング装置１４内に供給されるアルゴンガスをイオン化し、また、成膜時は、チタン１７を加熱蒸散させるとともにイオン化する。

【００１４】上記イオンプレーティング装置１４を用いてフライパン本体１２表面に窒化チタン被膜層１３を形成するには、まずフライパン本体１２の内面（被コーティング面）を鏡面研磨し、さらに洗浄脱脂してゴミや油分を除去する前処理を行っておきこの前処理後のフライパン本体１２をイオンプレーティング装置１４内に設置する。

【００１５】次に、アルゴンガス供給路１９からイオンプレーティング装置１４内にアルゴンガスを供給してアルゴン雰囲気にしてイオンボンバートを行い、その後、イオンプレーティング装置１４内に窒素ガス供給路２０より窒素ガスを供給して、イオンプレーティング装置１４内圧を１０^-5Torr程度として窒素ガス雰囲気とする。この後、窒素ガス雰囲気中でイオン電極１８からの電子ビームによりチタン１７を加熱してチタン１７を蒸散させ、さらにこの蒸散した粒子をイオン化し、このイオン化されたチタン粒子と窒素ガスとを反応させる。さらにこの反応により発生した窒化チタンをフライパン本体１２表面に付着させ、厚さ２μｍ以下の均一な窒化チタン被膜層を形成する。

【００１６】以上述べたように、本実施例のフライパン１１にあっては、フライパン本体１２の表面にイオンプレーティング法によって成膜される窒化チタン被膜層１３の膜厚（Ｌ）を２μｍ以下としたので、成膜後の窒化チタン被膜層１３には、圧縮応力が相当量残存することになり、この残存する圧縮応力がフライパン本体１２と窒化チタン被膜層１３との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）が相殺される。従って、フライパン１１加熱後に急冷しても窒化チタン被膜層１３にクラックを発生する不都合を防止することができ、窒化チタンコーティングによる表面装飾・表面美化機能、耐蝕性及び耐摩耗性能と合わせて、熱衝撃耐久性の優れたフライパンとなる。

【００１７】図３は、本考案の第２実施例を示す図で、図中符号２１はフライパンである。このフライパン２１は、鋼等の金属製材料からなるフライパン本体１２と、このフライパン本体１２の内面側に成膜されている厚さ（Ｍ）数百オングストロームのチタン被膜層２２と、このチタン被膜層２２の上に積層されている厚さ（Ｌ）２μｍ以下の窒化チタン被膜層２３とから構成されている。

【００１８】上記チタン被膜層２２と窒化チタン被膜層２３は、ともに物理蒸着法の一つであるイオンプレーティング法により形成された膜で、チタン被膜層２２は、フライパン本体１２の表面に直接成膜されることによりそのフライパン本体１２の表面に強固に密着して形成され、窒化チタン被膜層２３は、上記チタン被膜層２２に強固に密着して形成されている。

【００１９】次に上記フライパン２１の製造例を以下に述べる。本実施例のフライパン２１も先の実施例と同様に、図２のイオンプレーティング装置１４を用いて製造することができる。まずフライパン本体１２の内面（被コーティング面）を鏡面研磨し、さらに洗浄脱脂してゴミや油分を除去する前処理を行っておきこの前処理後のフライパン本体１２をイオンプレーティング装置１４内に設置する。

【００２０】次に、イオンプレーティング装置１４内をアルゴン雰囲気にしてイオンボンバートの後、イオン電極１８からの電子ビームによりチタン１７を加熱する。チタン１７は、電子ビームにより加熱されると蒸散し初め、さらにこの蒸散した粒子はイオン化されて高い運動エネルギーを持つようになり、フライパン１２に衝突して付着する。これにより、フライパン本体１２の表面にはチタン被膜層２２が形成される。

【００２１】次に、上記チタン被膜層２２の膜厚が数百オングストロームとなった時点で、フライパン本体１２の印加電圧を下げ、イオンプレーティング装置１４内に窒素ガス供給路２０より窒素ガスを供給し、イオンプレーティング装置１４内圧を１０^-5Torr程度とする。これにより、前述のイオン化されたチタン粒子と窒素ガスとを反応させ、フライパン本体１２表面のチタン被膜層２２上に窒化チタンを付着させ、厚さ２μｍ以下の均一な窒化チタン被膜層２３を形成する。以上の操作によりフライパン２１を作製することができる。

【００２２】以上述べたように、本実施例のフライパン２１にあっては、熱膨張率の大きなフライパン本体１２と、熱膨張率の小さな窒化チタン被膜層２３との間に、両者の中間程度の熱膨張率を有するチタン被膜層２２を設けたことにより、フライパン本体１２と窒化チタン被膜層２３との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）が緩和される。従って、先の第１実施例の説明で述べた加熱調理後急冷した時のクラック発生防止効果をより向上させることができる。

【００２３】［実験例］（実施例１）図２に示すイオンプレーティング装置１４を用いて、フライパン本体１２の表面に、窒化チタン被膜層１３を膜厚（Ｌ）が１.０μｍとなるように形成し、第１実施例のフライパン１１を作製した。（実施例２）上記実施例１と同様に、窒化チタン被膜層１３の膜厚（Ｌ）を２.０μｍとなるように形成して、第１実施例のフライパンを作製した。（実施例３）図２に示すイオンプレーティング装置１４を用いて、フライパン本体１２の表面に、チタン被膜層２２を膜厚（Ｍ）が２００オングストロームとなるように形成し、さらにこのチタン被膜層２２の上に窒化チタン被膜層２３を、膜厚（Ｌ）が１.０μｍとなるように積層し、第２実施例のフライパンを作製した。（実施例４）上記実施例３と同様に、チタン被膜層２２の膜厚（Ｍ）を２００オングストロームとなるように形成し、窒化チタン被膜層２３の膜厚（Ｌ）を２.０μｍとなるように積層し、第２実施例のフライパンを作製した。（比較例１）上述した実施例１〜２と同様に、窒化チタン被膜層１３の膜厚（Ｌ）を３.０μｍとなるように形成し、比較例のフライパンを作製した。（比較例２）上記比較例１と同様に、窒化チタン被膜層１３の膜厚（Ｌ）を４.０μｍとなるように形成し、比較例のフライパンを作製した。

【００２４】上記実施例１ないし４及び比較例１，２のフライパン全てを４００℃で５分間加熱し、その後急冷して、これらフライパン全てについて表面上のクラックの有無を目視により調べた。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の調理用鍋類にあっては、鍋類本体の表面にイオンプレーティング法によって成膜された窒化チタン被膜層の膜厚を２μｍ以下としたので、成膜後の窒化チタン被膜層には、圧縮応力が相当量残存することになり、この残存する圧縮応力が鍋類本体と窒化チタン被膜層との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）が相殺される。従って、鍋類加熱時に窒化チタン被膜層にクラックを発生する不都合を防止することができ、窒化チタンコーティングによる表面装飾・表面美化機能、耐蝕性及び耐摩耗性能と合わせて、熱衝撃耐久性の優れた調理用鍋類となる。

【００２７】また、熱膨張率の大きな鍋類本体と、熱膨張率の小さな窒化チタン被膜層との間に、両者の中間程度の熱膨張率を有するチタン被膜層を設けたことにより、鍋類本体と窒化チタン被膜層との間に作用する熱膨張係数の差に起因する熱応力（引っ張り応力）が緩和される。従って、先に述べたように加熱調理した後に急冷した時のクラック発生防止効果をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例であるフライパンを説明
するための図で、（ａ）はフライパンの斜視図、（ｂ）
はフライパンの要部断面図である。

【図２】本考案の実施例であるフライパンの製造に好
適に用いられるイオンプレーティング装置の一例を示す
概略図である。

【図３】本考案の第２実施例であるフライパンを示す
図で（ａ）はフライパンの斜視図、（ｂ）はフライパン
の要部断面図である。

【符号の説明】

１１，２１…フライパン１２…フライパン本体１３，２３…窒化チタン被膜層１４…イオンプレーティング装置２２…チタン被膜層

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鍋類本体の表面にイオンプレーティング
法によって成膜された膜厚２μｍ以下の窒化チタン被膜
層を形成してなる調理用鍋類。
【請求項２】鍋類本体の表面にイオンプレーティング
法によって成膜されたチタン被膜層を形成し、該チタン
被膜層の上にイオンプレーティング法によって成膜され
た膜厚２μｍ以下の窒化チタン被膜層を積層してなる調
理用鍋類。