JPH0774448B2 - 調理用鍋類 - Google Patents

調理用鍋類

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JPH0774448B2
JPH0774448B2 JP2176968A JP17696890A JPH0774448B2 JP H0774448 B2 JPH0774448 B2 JP H0774448B2 JP 2176968 A JP2176968 A JP 2176968A JP 17696890 A JP17696890 A JP 17696890A JP H0774448 B2 JPH0774448 B2 JP H0774448B2
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仁 長岡
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、鍋基体表面を窒化チタン(以下、TiNと略
す)による被膜が形成された調理用鍋類に係わり、特に
加熱による色調変化のないTiN被膜を有する調理用鍋類
に関する。
「従来の技術」 従来、ネクタイピン、腕時計のフレーム等では、その表
面にTiN被膜を形成することにより、装飾性のある高級
感を付与するとともに耐蝕性及び耐摩耗性などを向上さ
せるTiNコーティングが行われてきている。
このTiN被膜は美しい金色を呈し、耐蝕性や耐摩耗性も
良好なことから、優れたコーティング材として上記装飾
品類のほか、刃物等の表面処理にも用いられつつある。
このTiN被膜は、上記のネクタイピンや腕時計のフレー
ム等の装飾品類のように、通常常温で使用される物品に
あっては、その美しい色調が半永久的に維持される。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、調理用鍋類のように、空気中で数百度の
温度に加熱される物品では、表面に形成したTiN被膜が
加熱によって変色し、美しい金色がくすんだ色になって
しまう問題があった。
この変色は、TiN被膜を大気中で加熱すると300℃付近か
ら始まり、最終的には金色が暗黄色から赤黄色に変色し
てしまう。その原因は、真空中(1×10-5Torr)加熱で
は変色が生じないことや、変色したTiN被膜中からTiO2
が検出されることなどから、被膜中に残存する未反応の
Tiと、雰囲気が制御されていない大気中の酸素との反応
に起因する、無秩序なTiO2被膜の形成によるものと考え
られる。
すなわち、大気中にてTiN被膜上に形成されたTiO2被膜
は、緻密でなく、多くの欠陥(細孔)を有しているた
め、加熱に伴うTiN被膜と酸素との更なる反応と、それ
に伴うTiO2被膜の厚膜化を抑制できない。また、膜厚も
不均一である。一方、加熱に伴うTiN被膜の色調変化の
度合はTiO2被膜の厚さに大きく依存している(ただし、
膜厚数100オングストローム程度のTiO2被膜は透明であ
る。)と推測されるため、上記のような理由により無秩
序なTiO2被膜が形成されると、安定した金色が維持でき
なくなるのである。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、加熱しても
色調の安定を保持することが可能なTiN被膜を有する調
理用鍋類を提供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 かかる課題は、請求項1に記載したように、鍋基体表面
に窒化チタン被膜を成膜し、これを酸素と窒素との混合
雰囲気中で加熱し、窒化チタン被膜表面に厚さ数100オ
ングストロームの極めて薄層かつ緻密な酸化チタン薄膜
を均一に形成する色調安定化処理を行うことにより解消
される。
すなわち、上記色調安定化処理で形成した薄層の酸化チ
タン薄膜は透明で、かつ緻密な細孔等の欠陥を有さない
ため、TiN被膜の金色の色調を変えることなく、かつ大
気中の酸素の侵入を抑制する働きを有する。
また上記課題は、請求項2に記載したように、鍋基体表
面に窒化チタン被膜を成膜し、これを窒素雰囲気中で加
熱し、窒化チタン被膜中に窒素を拡散させ、残存するチ
タンを窒化チタンとして固定する色調安定化処理を行う
ことにより解消される。
「作用」 鍋基体表面に窒化チタン被膜を成膜した後、この基体を
酸素と窒素との混合雰囲気中、あるいは窒素単独雰囲気
中で加熱し、窒化チタン被膜中に酸素あるいは窒素を拡
散させて、TiN被膜中に残存するTiと酸素あるいは窒素
を反応させることにより、高温時における色調の安定性
に優れたTiN被膜を有する調理用鍋類が得られる。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。第1図
は、本発明に係る調理用鍋類の製造工程を、フライパン
を例に説明したものである。この図中符号1はフライパ
ン基体(鍋基体)、2はTiN被膜を形成したフライパ
ン、3は色調安定化処理をしたフライパン(調理用鍋
類)、4は研磨洗浄装置、5はイオンプレーティング装
置、6は色調安定化処理工程を行うための熱処理装置で
ある。
この装置によりフライパン基体1表面にTiN被膜を形成
するには、まず研磨洗浄装置4によりフライパン基体1
表面を研磨及び清浄化する。
このフライパン基体1は、鋼などの金属材料からなるも
のである。このフライパン基体1は、その成型工程にお
いてTiN被膜の基板に対する付着力低下の原因となる被
成膜表面の凹凸、あるいはダストや油脂の付着の恐れが
あるため、研磨洗浄装置4内でその表面を研磨し、さら
に純水、酸、アルカリ等により脱脂洗浄する。このよう
にして表面の前処理を受けたフライパン基体1は、次に
イオンプレーティング装置5により、その表面にTiN被
膜を成膜する。このイオンプレーティング装置5は、第
2図に示すように装置本体5Aと、被膜材料のチタン7を
入れるるつぼ8と、基板電源9と、ガス(Ar、N2)供給
調節装置10と、イオン化電極11と、電子ビーム装置12
と、真空装置13と、ヒーター14と、ガス(Ar、N2)供給
口15を備えて構成されている。
フライパン基体1は、チタン7の入ったるつぼ8と対向
する側に配置され、基板電源9により、数百ボルトの電
圧が印加されている。イオンプレーティング装置本体5A
内は、真空装置13により圧力10-5〜10-7Torr程度の真空
状態としておく。このような条件下において、ガス供給
調節装置10により装置内にArガスを吹き込み、Ar雰囲気
でフライパン基体1の表面をイオンボンバードし、さら
に電子ビーム装置12によって、るつぼ8に設置しておい
たチタン7を加熱蒸散させてTi粒子とし、そのTi粒子を
イオン化電極11でイオン化してフライパン基体1表面に
衝突させ、Ti被膜を形成する。このTi被膜の厚さが数百
オングストロームの膜厚になった時点でフライパン基体
1の印加電圧を下げ、イオンプレーティング装置本体5A
内にガス供給口15からN2ガスを導入する。このときのイ
オンプレーティング装置5内圧は、10-5Torr程度となる
ようにガス(Ar、N2)供給調節装置10で調節する。この
ようにして前述のイオン化したTi粒子と、同様にイオン
化電極11によりイオン化されたN2ガスとを反応させて、
フライパン基体1表面のTi被膜の上に、膜厚2〜3μm
のTiN被膜を形成してフライパン2とする。次に、この
フライパン2を熱処理装置6内に入れる。この熱処理装
置6は第3図に示すように、処理装置本体6Aと、窒素
(N2)ガスボンベ16と、酸素(O2)ガスボンベ17と、純
化器18,19と、ヒーター20と、棚21と、ポンプ22とを備
えて構成されている。この熱処理装置本体6A内の棚21に
TiN形成フライパン2を設置してこれを加熱する。この
ときN2ガスボンベ16及びO2ガスボンベ17から、それぞれ
純化器18,19を経てN2ガス、O2ガスを熱処理装置本体6A
内に送り出して、熱処理装置本体6A内をO2/N2=1/20〜1
/5の雰囲気に保っておく。
上記条件で、ヒーター20によりTiN形成フライパン2を3
50〜500℃に加熱し、これによってTiN被膜表面に緻密な
TiO2薄膜を数100オングストローム程度の膜厚で均一に
形成させることにより、色調が安定化したTiN被膜をも
つフライパン3が得られる。
ここで、この操作における温度条件(350〜500℃)は、
フライパンを高温で使用する際の上限付近の温度でかつ
TiNの色調である金色を失わない温度に設定される。
また、イオンプレーティング法によりTiN被膜を形成す
る際にTi/Nの組成割合を変えることにより、熱処理後の
TiN被膜を様々な色調にすることができる。例えば、本
例におけるイオンプレーティング装置の条件をTi/N=2.
0前後とすればTiN成膜時は薄金色で熱処理後は金色とな
り、Ti/N=1.0前後とすればTiN成膜時は金色で、熱処理
後は濃金色となるTiN被膜を形成した色調安定化フライ
パンが得られる。
以上のようにして、フライパン基体1表面には高温条件
における色調安定性に優れたTiN被膜29が形成され、第
5図に示すようなフライパン3が得られる。
このフライパン3では、TiN被膜中のTiを酸素と窒素の
混合雰囲気中で加熱し、TiN表面に極めて薄層かつ緻密
なTiO2薄膜を均一に形成させることにより、TiN被膜の
色調が加熱に対して安定化される。また、イオンプレー
ティング装置で成膜する際の条件のうち、Ti/Nの割合を
適宜に調節することにより、種々の色調のTiN被膜が形
成できる。
また、このフライパン3は、その表面に美しい金色の色
調を持つTiN被膜を形成したものなので、その装飾性が
向上して高級感が増す。しかも、このTiN被膜は色調安
定化処理されているので、調理時に加熱しても変色する
ことがなく、美しい金色の色調が長時間維持される。
次に本発明に係る調理用鍋類の製造工程の他の例を説明
する。
この例では先の例と同様の装置を用い、かつ同様の操作
によりフライパン基体1表面にTiN被膜を形成しフライ
パン2を得る。そして得られたフライパン2を、第4図
に示す熱処理装置23内に設置する。
この熱処理装置23は処理装置本体23Aと、窒素(N2)ガ
スボンベ24と、純化器25と、ヒーター26と、棚27と、ポ
ンプ28とを備えて構成されている。
フライパン2を棚27に設置し、N2ガスボンベ24からN2
スを純化器25を経て熱処理装置本体23A内に送り込む。
このようにして熱処理装置本体23A内をN2雰囲気(760〜
765Torr)に保ち、さらにこの条件でヒーター26を用い
てフライパン2を350〜600℃に加熱することにより、Ti
N被膜中に窒素が拡散して成膜時に残存していたTiがTiN
となる。このときTiN被膜中に残存するTiのうち上記温
度条件でN2と反応可能なTiの殆どは反応してTiNとな
り、その後上述の温度(350〜600℃)より低い温度で加
熱してもTiN被膜中には既に大気中の酸素により酸化さ
れるべきTiが存在しないため、TiN被膜の色調変化は起
こらない。
以上のようにして、フライパン基体1表面上には高温条
件における色調安定性に優れたTiN被膜が形成され、色
調安定化フライパンが得られる。
このフライパンでは、TiN被膜中に残存しているTiを窒
素の単独雰囲気中で加熱してTiNとすることにより、TiN
被膜の色調が加熱に対して安定化される。また色調安定
化処理によりTiN被膜中に残存するTiの殆どがTiNになっ
ているため、色調安定化処理前のTiN被膜に比べ、より
純金に近い優れた色調のTiN被膜が形成できる。
なお上記各例においては、イオンプレーティング法を用
いてTiN被膜を形成しているが、その他の成膜方法、例
えばスパッタ法や蒸着法あるいは化学蒸着法等を用いて
TiN被膜を形成してもよい。
また上記各例においては、本発明の方法をフライパンに
適用しているが、フライパン以外の比較的底の浅い調理
用鍋類への適用も可能である。
「実施例」 第1図ないし第4図に示す装置を用いて、表面に色調安
定化処理TiN被膜を有するフライパンを作製した。
まずスチール製のフライパン基体1を研磨洗浄装置4内
に入れ、表面研磨の後、水洗浄、純水洗浄、酸洗浄、ア
ルカリ洗浄、再水洗浄、アルコール洗浄と順次洗浄し
た。
研磨洗浄装置4内で研磨洗浄したフライパン基体1を、
さらにイオンプレーティング装置本体5A内に取り付け
た。イオンプレーティング装置本体5A内は、真空装置13
により圧力10-5〜10-7Torr程度の真空状態にしておき、
取り付けたフライパン基体1に数100ボルトの電圧を印
加した。次いで装置内にArガスを吹き込み、Ar雰囲気で
フライパン基体1表面にイオンボンバートし、さらに膜
厚200オングストロームのTi層をフライパン基体1表面
に成膜した。次にフライパン基体1の印加電圧を下げ、
イオンプレーティング装置本体5A内にガス供給調節装置
10によりTi/N=1.0となるようにN2ガスを入れ、イオン
プレーティング装置本体5A内圧を10-5Torr程度とし、膜
厚2〜3μmのTiN層を形成した。
上記方法により得たフライパン2を熱処理装置本体6A内
の棚に設置し、N2ガスボンベ16及びO2ガスボンベ17か
ら、N2ガス及びO2ガスをそれぞれ純化器18,19を経て熱
処理装置本体6A内に送り出した。このようにして熱処理
装置本体6A内をO2/N2=1/20〜1/5の雰囲気に保ち、この
条件でフライパンをヒーター20によって350℃に加熱し
た。その結果、表面に濃金色の美しい色調のTiN被膜が
形成されたフライパン(実施例1という)が得られた。
同様にしてフライパン2を熱処理装置23内の棚27に設置
し、N2ガスボンベ24から、N2ガス純化器25を経て熱処理
装置本体23A内に送り出した。このようにして熱処理装
置本体23A内をN2雰囲気(760〜765Torr)に保ち、この
条件で、フライパンをヒーター26によって350℃に加熱
した。その結果、表面に純金色の美しい色調のTiN被膜
が形成されたフライパン(実施例2という)が得られ
た。
上記操作により得られた実施例1と実施例2のフライパ
ンについて、加熱によるTiN被膜の色調変化、食品の耐
焼き付き性、耐摩耗性をテストした。
まず加熱による変色について、実施例1のフライパン及
び色調安定化処理を施していないTiN被膜が形成された
フライパン(比較例という)を、それぞれ300℃で加熱
した。その結果、実施例1のフライパンには変色は見ら
れなかったが、比較例のフライパンは黒味を帯びた暗黄
色に変色した。また、この加熱テスト後の各々のフライ
パンについてX線回折を行った。その結果を第6図に示
す。
なお第6図中記号Aは、実施例1のTiNコーティングを
施したフライパンを300℃加熱したもの、Bは比較例でT
iNコーティングのフライパンを300℃加熱したもの、C
は比較例でTiNコーティングを設けた未加熱のフライパ
ンを示す。比較例では、加熱後に実施例1を上回る量の
TiO2が出現していることがわかる。また実施例2のフラ
イパンについても300℃加熱テストを行ったが変色は見
られなかった。
また食品の焼き付き性については、実施例1と実施例2
のフライパンを用いて、魚と餅を焼いて永い期間にわた
りテストしたところ、双方ともに焼き付きは全く見られ
なかった。
また耐摩耗性については、実施例1と実施例2のフライ
パンの表面を金属たわしを用いて協力に擦過したが、双
方とも膜表面の傷つきや膜の剥離は見られず、優れた耐
摩耗性を有することが確認された。
「発明の効果」 以上述べたように、本発明に係る調理用鍋類は、その表
面に美しい金色の色調をもつTiN被膜を形成しているの
で装飾性が向上し、高級感が増す。またこの調理用鍋類
のTiN被膜は色調安定化のための熱処理がなされている
ので、その美しい金色の色調が永い期間にわたり、かつ
加熱時に変化することがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る調理用鍋類の製造工程の一例を
示す概略構成図、第2図は、第1図で示す装置で用いた
イオンプレーティング装置を示す概略構成図、第3図
は、第1図で示す装置で用いた熱処理装置の一例を示す
概略構成図、第4図は、第1図で示す装置で用いた熱処
理装置の他の例を示す概略構成図、第5図は本発明によ
り得られたフライパンの斜視図、第6図は本発明の実施
例を説明するためのX線回折図である。 1……フライパン基体、2……フライパン(TiN形
成)、3……フライパン(色調安定化)、4……研磨洗
浄装置、5……イオンプレーティング装置、5A……イオ
ンプレーティング装置本体、6……熱処理装置、6A……
熱処理装置本体、23……熱処理装置、23A……熱処理装
置本体。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鍋基体表面に窒化チタン被膜を成膜し、こ
    れを酸素と窒素との混合雰囲気中で加熱し、窒化チタン
    被膜表面に透明でかつ安定な酸化チタン薄膜を形成させ
    て色調安定化処理を行って得られたことを特徴とする調
    理用鍋類。
  2. 【請求項2】鍋基体表面に窒化チタン被膜を成膜し、こ
    れを窒素雰囲気中で加熱し、窒化チタン被膜中に窒素を
    拡散させて色調安定化処理を行って得られたことを特徴
    とする調理用鍋類。
JP2176968A 1990-06-29 1990-07-04 調理用鍋類 Expired - Lifetime JPH0774448B2 (ja)

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