JPH07114148B2 - マイクロ波吸収発熱材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波の照射により発熱するマイクロ波
吸収発熱物質とこのマイクロ波吸収発熱物質を結合する
ための結合剤とを有するマイクロ波吸収発熱材料に関
し、詳しくは、マイクロ波の照射により発熱し、被調理
物を加熱すると共に、この被調理物に焦げ目を付けるた
めの電子レンジ用発熱体に用いられるマイクロ波吸収発
熱材料に関するものである。

〔従来技術〕

通常、電子レンジは、マグネトロンから放射されたマイ
クロ波をオーブン庫内に導いて被調理物に照射し、被調
理物自体を発熱させて調理を行う調理器である。

しかしながら、被調理物によっては、マイクロ波による
直接加熱に適さないものがある。例えば、焦げ目が必要
な被調理物や加温により醗酵を促進させて調理を行う被
調理物である。

そこで、マイクロ波の照射により発熱する発熱物質（例
えば炭化珪素やフェライト）と、無機断熱基材（例えば
ガラスやセラミック）とを重合形成して二重構造とした
プレートからなる発熱体を有する電子レンジがある。こ
の電子レンジは、マイクロ波の照射のみで誘電加熱と熱
放射による加熱の両作用をなすものである。

ところが、この種の発熱体においては、基材として無機
断熱材が用いられていることから、以下に示す問題点が
あった。

発熱体の加工形状が制限される。

基材が強度的に脆いことから発熱体を取り扱う際に破
損する恐れがある。

食品を赤外線のみで加熱する必要のある場合、例えば
パン生地のイースト菌醗酵を目的とする場合、マイクロ
波の一部が発熱体を透過してイースト菌の醗酵を妨害す
る。

オーブン庫内でのマイクロ波強度が不均一であること
から、発熱体の表面では大きな温度斑が生じる。

そこで、近年、これらの問題点を改善する目的で、発熱
物質をシリコン系樹脂（例えばポリフェールシロキサン
樹脂，エポキシ−シリコン樹脂，ストレートシリコン樹
脂）を結合剤として互いに結合すると共に、金属板から
なる基材の表面に接着することにより形成される発熱体
が開発されている。

この種の発熱体は、金属板が基材として用いられている
ことにより、強度、曲げ加工性、マイクロ波の遮断性及
び発熱体全体における熱伝導性等が改善されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の発熱体においては、結合剤として
用いられているシリコン系樹脂の耐熱温度が400℃であ
ることから、マイクロ波の吸収発熱によりこの発熱体の
温度が赤熱温度（700〜800℃）に達した場合、発熱物質
や上記シリコン系樹脂を有してなる金属板の表面上の発
熱層が亀裂，剥離あるいは粉化するという問題点があっ
た。

そこで、本発明の目的とするところは、400℃以上の高
温にも十分耐える発熱体の発熱層を形成することのでき
るマイクロ波吸収発熱材料を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる手
段は、その要旨とするところが、マグネトロンから放射
されるマイクロ波を反射させる基材表面に装着するため
のマイクロ波吸収発熱材料であって、上記マイクロ波の
照射により発熱するマイクロ波吸収発熱物質とこのマイ
クロ波吸収発熱物質を結合するための結合剤とから構成
してなるマイクロ波吸収発熱材料において、上記結合剤
を、上記基材の熱膨張による上記基材表面からのマイク
ロ波吸収発熱物質の剥離を防止するために有機金属重合
体にて構成してなる点に係るマイクロ波吸収発熱材料で
ある。

尚、上記有機金属重合体としては、ポリチタノカルボシ
ラン，ボロシロキサン樹脂及びポリシロキサン樹脂等が
ある。

〔作用〕

本発明に係るマイクロ波吸収発熱材料は上記したように
構成されているため、マイクロ波吸収発熱物質がマイク
ロ波の照射により発熱する。そして、この吸収発熱物質
の発熱温度が400℃以上になった場合でも、結合剤に用
いられている有機金属重合体の耐熱温度が約1000℃であ
ることから、マイクロ波吸収発熱材料が劣化するという
ことはない。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例に
付き説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例
は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的
範囲を限定する性格のものではない。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波吸
収発熱材料が基材に被覆接着されてなる発熱体の要部側
断面図、第２図は上記発熱体を有して構成されるパン焼
き用の発熱装置の側断面図、第３図は上記発熱装置を有
する電子レンジの概略構成図である。

この実施例に係るマイクロ波吸収発熱材料は、マイクロ
波の照射により発熱する発熱物質を結合するための結合
剤が、有機金属重合体（例えばポリチタノカルボシラ
ン，ボロシロキサン樹脂，ポリシロキサン樹脂等）を有
して構成されている。

上記有機金属重合体の耐熱温度は約1000℃と極めて高
く、赤熱しても劣化することはない。

尚、上記有機金属重合体の一例であるポリチタノカルボ
シランとしては宇部興産株式会社製の「チラノコー
ト」、ボロシロキサン樹脂ワニスとしては昭和電線電纜
株式会社製の「ショウエクセル」が知られている。ま
た、ポリシロキサン樹脂ワニスとしては関西ペイント株
式会社製の「カンペセラ」が知られている。

上記発熱材料は、炭化珪素やフェライト等のマイクロ波
吸収発熱物質の粒体若しくは粉体を主成分とする固体
と、有機金属重合体の粉体若しくは有機溶剤により溶解
された液体とを結合剤に混合し、更に有機溶剤を加える
ことにより液化された塗料組成となっている。

以下の表１に、A,B,Cの３種類の発熱材料の各組成物及
びその各割合を示す。

上記表１中、マイクロ波吸収発熱物質8_bとしては、炭化
ケイ素、Fe₃O₄やバリウムフェライト等のフェライト、
あるいはこれらの粒体をそれぞれ適量混合（炭化ケイ素
対フェライトの混合比としては、例えば70対30,50対50,
30対70,40対60,60対40）した複合マイクロ波吸収発熱物
質の粒体若しくは粉体等がある。

また、溶剤として有機溶剤を用いることにより、上記発
熱材料A,B若しくはＣを基材にコーティングして発熱体
を形成する場合、仕上がり外観の塗り斑、はじき及び液
垂れ等が発生しにくく、また、チクソトロピー性が良い
ため厚膜に形成することができる。更に、前処理の段階
において脱脂斑があっても、塗膜の剥離，膨れ及び欠け
等が発生しにくく、皮膜処理加工工程における費用も安
価にすることができる。

次に、上記構成による発熱材料A,B若しくはＣを用いて
発熱体８を形成する場合の手順について、第１図に基づ
いて説明する。

上記発熱材料A,B若しくはＣを金属板からなる基材8_aの
表面にコーティングする。この場合、上記基材8_aとして
は、金属板に代わって、パンチングメタル，金網若しく
はセラミック多孔質のプレート成形板等を用いても良
く、また、上記発熱材料A,B若しくはＣを２枚の基材8_a
の間に挟んでサンドイッチ構造として接着したり、この
基材の8_aに含浸させても良い。また、基材8_aの両面に発
熱材料A,B若しくはＣをコーティングしたサンドイッチ
構造とすることも可能である。

そして、上記基材8_aの表面にコーティングされた発熱材
料A,B若しくはＣを放置若しくは強制乾燥（例えば雰囲
気温度80〜100℃）して有機溶剤を蒸発させ、200〜400
℃で焼き付け硬化させて発熱層となす。更に、この発熱
層を400℃以上の雰囲気内で焼成し、完全にセラミック
化することも可能である。

上記したように、発熱材料A,B若しくはＣの結合剤8_cに
有機金属重合体を用いることにより、上記基材8_aの熱膨
張を吸収することができるため、基材8_aに対する発熱物
質8_bの密着強度を強力なものとして剥離を防止すること
ができる。

次に、上記構成による発熱体８を有して構成される例え
ばパン焼き用の発熱装置５を用いたパン焼き器の具体例
について、第２図及び第３図に基づいて説明する。

上記発熱装置５は、電子レンジのオーブン４内に着脱可
能な状態で配備される。

上記発熱装置５の外装は、マイクロ波を透過しない金属
製の上部外容器６と、マイクロ波の透過性を有する例え
ばプラスチックや陶器からなる下部外容器７とで構成さ
れている。

上記上部外容器６は、蓋形式で下部外容器７に対して着
脱可能である。上記下部外容器７の内側には、マイクロ
波の透過性を有する例えばセラミックウール製の断熱材
９を介して上記発熱体８が配備されており、この発熱体
８の上部には、内部にパン生地11を収容した内容器10が
載置されている。

上記したように構成される発熱装置５をオーブン４内に
配備し、マイクロ波加熱用の熱源となるマグネトロン１
からマイクロ波を放射する。上記マイクロ波は、導波管
２に導かれて照射口３からオーブン４内の上記発熱装置
５に照射される。すると、マイクロ波の透過性を有する
材料からなる下部外容器７からこの発熱装置５の内部に
マイクロ波が侵入し、発熱物質8_b（第１図）に吸収され
て発熱体８が発熱する。

この場合、上記マイクロ波は、基材8_aにより内容器10側
への侵入が完全に阻止され、発熱物質8_bにより吸収され
て熱に変換される。そして、上記発熱物質8_bからの熱
は、熱伝導率の高い金属製の上記基材8_aにより発熱体８
全域に均一に伝達され、発熱体８の表面全体の温度分布
が均一化される。

上記発熱体８の表面から均一な状態で放射された熱は、
熱対流路12を通過して上部に対流し、内容器10全体を均
一に加熱することになる。

そして、上記内容器10の内部のパン生地11は、マイクロ
波強度を適正に制御することにより、イースト菌醗酵過
程からパン焼き上げ過程を経てパンに焼き上げられる。

尚、例えば500W出力のマイクロ波により１斤分のパン生
地を調理する場合、通常、一次イースト菌醗酵過程をマ
イクロ波断続照射により30〜40分、二次イースト菌醗酵
過程をマイクロ波断続照射により30〜40分、その後パン
焼き上げ過程をマイクロ波連続照射により約60分それぞ
れ実施することにより、適正なパン焼き調理を行うこと
ができる。

従って、上記構成による発熱材料A,B若しくはＣを有す
る発熱体８を用いることにより、マイクロ波は、基材8_a
により反射されると共に発熱物質8_bに完全に吸収されて
熱に変換されるため、発熱装置５の内部にマイクロ波が
侵入するということはない。その結果、従来装置の場合
のようにパン生地内部にまでマイクロ波が浸透し、イー
スト菌の醗酵を妨害するということはなく、良好なパン
焼きを行うことができる。また、発熱物質8_bからの熱
は、基材8_aにより発熱体８全域に伝達されるため、発熱
体８の表面における温度分布が均一化される。

更に、上記基材8_aが金属板により構成されていることか
ら、発熱体８全体の強度が強化され、容易に破損すると
いうことはなくなり、また、容易に曲げ加工を実施し得
ることから、種々の形状を有する発熱体８を形成するこ
とができる。

そして、上記発熱体８が発熱して700〜800℃になって更
に赤熱しても、この発熱体８に用いられている発熱材料
A,B若しくはＣの結合剤8_cに耐熱温度が1000℃と極めて
高い有機金属重合体が用いられていることから、この発
熱体８の発熱層が剥離若しくは粉化するということはな
い。

〔発明の効果〕

本発明は、上記したように、マグネトロンから放射され
るマイクロ波を反射させる基材表面に装着するためのマ
イクロ波吸収発熱材料であって、上記マイクロ波の照射
により発熱するマイクロ波吸収発熱物質とこのマイクロ
波吸収発熱物質を結合するための結合剤とから構成して
なるマイクロ波吸収発熱材料において、上記結合剤を、
上記基材の熱膨張による上記基材表面からのマイクロ波
吸収発熱物質の剥離を防止するために有機金属重合体に
て構成してなることを特徴とするマイクロ波吸収発熱材
料であるから、マグネトロンから放射されたマイクロ波
が基材表面にて発熱材料に反射され、マイクロ波吸収発
熱物質によりこのマイクロ波を完全に吸収して発熱す
る。そして、この発熱により基材が熱膨張しても有機金
属重合体にてその熱膨張が吸収されるので、熱膨張によ
る基材表面からのマイクロ波吸収発熱物質の剥離を防止
することができる。そして、当該発熱材料を用いること
により、400℃以上の高温にも十分耐える発熱体を提供
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波吸収発熱材
料が基材に被覆接着されてなる発熱体の要部側断面図、
第２図は上記発熱体を有して構成されるパン焼き用の発
熱装置の側断面図、第３図は上記発熱装置を有する電子
レンジの概略構成図である。 〔符号の説明〕 ８……発熱体 8_a……基材 8_b……マイクロ波吸収発熱物質 8_c……結合剤 A,B,C……マイクロ波吸収発熱材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネトロンから放射されるマイクロ波を
   反射させる基材表面に装着するためのマイクロ波吸収発
   熱材料であって、上記マイクロ波の照射により発熱する
   マイクロ波吸収発熱物質とこのマイクロ波吸収発熱物質
   を結合するための結合剤とから構成してなるマイクロ波
   吸収発熱材料において、 上記結合剤を、上記基材の熱膨張による上記基材表面か
   らのマイクロ波吸収発熱物質の剥離を防止するために有
   機金属重合体にて構成してなることを特徴とするマイク
   ロ波吸収発熱材料。