JPH0813336B2 - 被覆面 - Google Patents

被覆面

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JPH0813336B2
JPH0813336B2 JP63324087A JP32408788A JPH0813336B2 JP H0813336 B2 JPH0813336 B2 JP H0813336B2 JP 63324087 A JP63324087 A JP 63324087A JP 32408788 A JP32408788 A JP 32408788A JP H0813336 B2 JPH0813336 B2 JP H0813336B2
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守 礒谷
康典 金子
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、オーブン等の加熱調理器の油汚れを、分解
する触媒作用を有する被覆面を提供するものである。
従来の技術 従来、このような調理器の壁面に油脂等が付着した場
合、水洗して除去することも、また炭化して固着したも
のを、機械的に落とすことも困難であった。
このような不都合を解消するために汚れが付着する表
面を触媒作用を有する被膜で被覆し油分を分解すること
が試みられ既に実用化されている。これは触媒をホウロ
ウフリットや塗料のような結合剤に分散させ、これを塗
布し焼付硬化などにより器壁表面に被膜を形成させたも
のであり、各種の箱型調理器の加熱室壁面に適用されて
いる。
例えば、無機のリン酸塩等の無機耐熱ポリマーをバイ
ンダーとし、この中に固体酸や金属酸化物を分散した組
成物より得られる被覆層を調理室内面に形成したり、あ
るいはホウロウの中に遷移金属酸化物を入れ、ホウロウ
室の被覆層を調理室内面に形成するなどの技術があっ
た。この場合、固体酸や遷移金属酸化物は油類をある温
度以上で酸化分解する触媒であり、そのような触媒作用
をもつ被覆層を形成することにより調理室内面に付着し
た油汚れをなくそうとするものである。また、触媒を使
わず熱分解だけで油汚れをなくす方法もとられている
が、この場合、温度約500℃で1〜2時間が必要とな
る。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来の技術は、以下の点で課題があった。
油の基本的な構造は高級脂肪酸のトリグリセリドであ
るが、前記の固体酸や遷移金属酸化物は、450℃以上に
温度を上げないと油を分解してしまうことはない。さら
に、このような触媒をバインダーやホウロウ中に分散す
ることで触媒表面が覆われてしまい露出面積が小さくな
り、油と触媒表面との接触面積が小さくなり、油を分解
しにくくなる。かつ、酸素の拡散が悪くなり、活性低下
の要因になる。また、油自身も450℃以上500℃位になれ
ば、熱分解してしまうので被覆層の効果が不明瞭にな
る。被覆層温度を約400℃に保持すると油は炭化が進行
し、その結果被覆層は、表面をタール状のもので覆われ
てしまう。
ホウロウ質の被覆層を得るには、800℃程度の高温が
必要であり、このような高温では金属酸化物の表面積が
小さくなり活性も低下する。
以上のように、従来の被覆層については、活性が低
く、油汚れを400℃以下で完全に分解ができないという
課題があり、この原因は触媒自身の活性が低いことと、
さらに、触媒表面の露出が少なく、油と触媒表面との接
触部分が小さくなること、また、被覆への酸素の拡散が
抑制されるためであった。
また、このような被覆面をオーブン等の加熱調理器の
壁面に適用した場合、皿などの調理用器などが接触する
可能性が考えられる時には、表面が傷付きにくいことが
必要とされる。
本発明は、上記課題を解決し、油汚れを分解する被覆
面を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、支持物と繊維層
と網目状金属層からなり、前記繊維層は、支持物と網目
状金属層により挾着されておりSiO2、Al2O3、ZrO2のう
ち、いずれか一種以上の酸化物を主成分とする繊維状多
孔体にCe、Cu、Mnの複合酸化物を担持してなるものであ
り、前記複合酸化物のCe、Cu、Mnの比率が、モル比でC
e:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である被覆面
で前記網目状金属層の表面に金属酸化物層を設け、前記
金属酸化物層にCe、Cu、Mnの比率が、モル比でCe:Cu:Mn
=1:X:1−X(但し、0<X<1)である複合酸化物を
担持してなるものである。
作用 上記手段による被覆面の作用について説明する。本発
明で目的としている油汚れの分解では、触媒の表面積を
大きくすることと酸素の供給を多くすることが必要とな
る。本発明は、無機繊維を用いることにより高い空隙率
をもつ被覆層を形成して、酸素が被覆内部へ拡散し易
く、かつ表面積も従来方式の被覆に比べてはるかに大き
くなるようにした。これにより、目的の反応はより有利
に進行し易くなる。
無機繊維を用いたセラミックペーパーと称するもの
は、密度にして0.15〜0.69g/cm3程度、空隙率にして約7
0〜90%程度である。このような高い空隙率を持つ繊維
上に触媒を担持させることにより、酸素の供給が改善さ
れ、触媒活性を十分に発揮させることができる。
以上、無機繊維について、述べてきたが担持する触媒
の活性について以下に述べると、本発明の触媒であるC
e、Cu、Mnの複合酸化物でCe、Cu、Mnの比率が、モル比
でCe:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<X<1)である複
合酸化物は、単一元素あるいは2種以上の元素の複合酸
化物に比べ炭化水素の酸化に対して高い活性を示す。こ
れは、CeとCu、Mnの3元素系酸化物においては酸化物の
表面における元素が多くの原子価をとるからであり(例
えばMnは3価、4価、Cuは1価、2価など)、つまりは
単一あるいは2成分系では見られない異元素間での原子
価制御が行われ、反応に関してより適した表面を作るか
らである。このことはXPS(X線光電子分光装置)で認
められる。このような活性の高い触媒を、無機繊維に担
持することによって、さらに酸化分解活性が向上し、従
来にない低温で油分等を分解する被覆面が得られるので
ある。
さらに、このような無機繊維層を、支持物と網目状金
属層により挾着することによってオーブン等の加熱調理
器の壁面に適用した場合、皿などの調理用器などが接触
しても表面が傷付きにくくなり、金属を網目状にするこ
とによって、酸素の拡散を妨げないでかつ、油分等の汚
れの浸透を損なうことなく、また、網目状金属層の表面
に金属酸化物層を設け、前記金属酸化物層にCe、Cu、Mn
の比率が、モル比でCe:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<
X<1)である複合酸化物を担持することによって、網
目状金属の表面に付着した油汚れなども分解することが
できる。
実施例 以下本発明の実施例について説明する。
本発明による被覆層のテストピースを作り、加熱条件
下で、サラダオイルの酸化分解テストを実施した。
SUS304を支持物とし、網目状金属として、ステンレス
メッシュ(SUS304、線径0.05mm、孔径0.12mm)を用い、
無機繊維として、シリカ・アルミナ繊維(SiO2:Al2O3
53:47、平均繊維径2.8μm、空隙率92%、厚み1.0mm)
を用いた。テストピースサイズは、50×50mmとした。
前記シリカ・アルミナ繊維をCe、Cu、Mnの硝酸塩の混
合水溶液(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/1)中に浸漬した
後、80℃で乾燥し、450℃で焼成し、SUS304と前記ステ
ンレスメッシュとで挾着した。挾着の方法は、第1図の
ように支持物と網目状金属との間に金属ピンを設け、各
々と溶接により接合した。前記ステンレスメッシュは、
表面にAl2O3を厚さで5μm溶射により形成したもので
あり、Al2O3上にCe、Cu、Mnの硝酸塩の混合水溶液(Ce:
Cu:Mn=1.0:0.3:0.7mol/1)をスプレーガン(デビルビ
ス製スプレーガン、ノズル口径1.4mmφ、Air圧1.5〜2kg
/cm2)で、10mg/cm2塗布し、450℃で30分焼成し作成し
た。
テストピースの温度分布、300±10℃において、サラ
ダオイルを、10mg/cm2滴下し、60分間放置すると、サラ
ダオイルは、完全に消失した。これに対して、MnOX、Cu
OX、を含む被覆層では350±10℃でも完全には焼切れな
かった。また、Ce、Cu、Mnの複合酸化物(Ce:Cu:Mn=1.
0:0.3:0.7mol/1)のテストピースについては、サラダオ
イルによるテストを何度繰り返しても完全に消失した。
また、テストピース表面をオーブン皿を用い40g/cm2
重(50×50mmのテストピースにして1kgの荷重)をかけ
て往復の摩耗試験を行ったところ、傷つきも少なく、網
目状金属部分でも油分は分解され、繊維層部分の触媒性
能の低下も見られなかった。
第1図(a)に、本発明の被覆面の断面構成の概念図
を示した。第1図(b)に、本発明の複合酸化物を担持
した網目状金属の断面構成の概念図を示した。
次に、触媒に対する酸素の供給量の効果について検討
した。本発明の触媒であるCe、Cu、Mnの複合酸化物のサ
ラダオイルの酸化活性をDTAにより測定した。測定は、
市販のサラダオイルと酸化物の重量比を2.5:1.0にして
十分に混合し、石英セルに入れてDTAカーブを得た。第
2図にCe、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:0.3:0.7)の
複合酸化物を酸素雰囲気中と窒素雰囲気中で測定した結
果を示した。図から分かるように酸素の供給量が多い
と、より低温で油を焼切ることができ、触媒の活性を高
めることができる。
次に、シリカ・アルミナ繊維(SiO2、Al2O3=53:47、
平均繊維径2.8μm、厚み1.0mm)の空隙率を68%から94
%まで変化させて、サラダオイルによる焼切りテストを
行ったところ、第1表のようになった。
第1表より、従来のセルフクリーニングに比べて低温
で油の焼切りが可能であることが分かる。空隙率にして
85%程度以上あれば300℃という低温で油の焼切りが可
能である。
また、シリカ・アルミナ繊維の代わりに、ジルコニア
繊維(ZrO2、Y2O3=89:6、平均繊維径5.0μm、厚み0.5
mm、空隙率84%)を用い、SUS304を支持物とし、網目状
金属として、ステンレスメッシュ(SUS304、線径0.2m
m、孔径0.2mm)を用いて、同様に、テストピースを作成
し、サラダオイルの焼切実験を行ったところ300℃、60m
inで完全に消失し、摩耗試験後も性能の低下は見られな
かった。
また、網目状金属として、ステンレスメッシュを用い
たが、ラス網やパンチングメタルなども使える。また、
網目状金属層の表面に設けた金属酸化物層としてAl2O3
を示したが、Ce、Cu、Mnの複合酸化物と反応しない金属
酸化物であればよく、例えば、シリカ・アルミナやシリ
カ、ジルコニアなどがあげられる。また、支持物と、網
目状金属層による狭着方法として、金属ピンで溶接する
方法を示したが、かしめ等も使える。また、網目状金属
層の表面に金属酸化物層を設ける方法として、溶射方法
を示したが、アルミナゾルなどの塗料をスプレーにより
塗装する等も使える。
以上、無機繊維に触媒を担持した場合の効果と支持物
と網目状金属とで狭着した場合の効果と前記網目状金属
に前記複合酸化物を担持した効果について述べたが、次
にCe、Cu、Mnの複合酸化物の活性について述べる。
第2表にBET法による表面積を示した。比較のためにC
e、Cu、Mnの単一酸化物についても示した。焼成は、450
℃で行った。
全体的に表面積が、約70〜120m2/gと大きいのは、焼
成温度が450℃であり、酸化物としては低温にしている
からである。また、単一酸化物に比べ複合酸化物が表面
積が大である。これは、CeO2の効果によるものと考えら
れる。実際にCe/CuOxideやCe/Mn Oxideでは、それぞれ
第2表中のCuO、Mn2O3の表面積に比べ大であった。第2
表でCeCu0.5Mn0.5Oyの表面積が大きいことを示したがC
e、Cu、Mn複合酸化物(モル比率Ce、Cu、Mn=1:X:1−
X)の表面積のXへの依存性を第3図に示した。第3図
から表面積のピークは、X=0.3付近にあることが分か
った。
上記したCe、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:X:1−
X)の複合酸化物のサラダオイルの酸化活性をDTAによ
り測定した。測定は、市販のサラダオイルと酸化物の重
量比を2.5:1.0にして十分に混合し、石英セルに入れてD
TAカーブを得た。第4図に第2表中に示された4種類の
酸化物のTGカーブを示した。第4図では、重量減少速度
が大で、より低温側で重量減少が完了してしまうものが
酸化活性が高いと言える。従って、CeCu0.5Mn0.5Oyが活
性が高いことは明らかであり酸化触媒として有効であ
る。第5図は、Ce、Cu、Mnの比率(Ce:Cu:Mn=1.0:X:1
−X(但し、0<X<1)の複合酸化物のTGカーブのX
への依存性を示している。X=0.3が、活性が最も高い
ようである。このことは表面積のXへの依存性と対応し
ていると考えられる。
発明の効果 以上説明したように本発明のセルフクリーニング用被
覆面は、無機繊維を用いることにより高い空隙率をもつ
被覆層を形成することができ、酸素をより多く供給する
ことができ、サラダオイルのようなトリグリセリドに対
する酸化分解活性が高く、油汚れが発生する機器、例え
ば調理器の庫内壁面に適用すれば、300℃位の温度に昇
温することにより、油汚れをなくすことができ、かつ、
このような無機繊維層を、支持物と網目状金属層により
挾着することによって、オーブン等の加熱調理器の壁面
に適用した場合、皿などの調理器などが接触しても、表
面が傷付きにくくなり、金属を網目状にすることによっ
て、酸素の拡散を妨げないで、かつ、油分等の汚れの浸
透を損なうことなく、また、網目状金属層の表面に金属
酸化物層を設け、前記金属酸化物層にCe、Cu、Mnの複合
酸化物を担持することによって、網目状金属の表面に付
着した油汚れなども分解することができる。これによっ
て、調理器を常にクリーンな状態で使用することが可能
である。また、300℃位で油汚れの分解が可能なので、
調理器の設計上、断熱構造の軽減化(触媒を使わなけれ
ば500℃位の熱分解温度が必要)やヒータの容量を大き
くしなくて済むので省エネルギーにもなる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の一実施例の被覆面の断面図、第
1図(b)は同被覆面の複合酸化物を担持した網目状金
属の断面図、第2図、第3図、第4図、第5図は同特性
図である。 1……支持物、2……無機繊維層、3,7……網目状金
属、4……無機繊維、5,9……複合酸化物、6……金属
ピン、8……Al2O3層。
フロントページの続き (72)発明者 脇 真起子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−9451(JP,A) 特開 平1−304049(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持物と繊維層と網目状金属層とからな
    り、前記繊維層は前記支持物と前記網目状金属層により
    挾着されており、SiO2、Al2O3、ZrO2のうち、いずれか
    少なくとも一種の酸化物を主成分とする繊維状多孔体
    に、Ce、Cu、Mnの複合酸化物を担持してなるものであ
    り、前記複合酸化物をCe、Cu、Mnの比率が、モル比でC
    e:Cu:Mn=1:X:1−X(但し、0<x1)である被覆面で、
    前記網目状金属層の表面に金属酸化物層を設け、前記金
    属酸化物層にCe、Cu、Mnの比率が、モル比でCe:Cu:Mn=
    1:X:1−X(但し、0<x1)である複合酸化物を担持し
    た被覆面。
JP63324087A 1988-12-22 1988-12-22 被覆面 Expired - Fee Related JPH0813336B2 (ja)

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