JP2000237045A - 電磁調理器用土鍋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電磁調理器用土鍋の発熱膜として溶射膜を使用
する。 （１）溶射膜を強固に土鍋面に付着させる法 （２）コーティングとして釉薬を使用する法 【解決手段】（１）土鍋にこれと材質の全く異なる金属
を直接強固に付着させる事は不可能なので、先ず土鍋に
それと同系統の耐熱セラミックス接着剤１１を土鍋の底
面に塗布する。 （２）この接着剤に高融点の金属粒子１２を添加し、粒
子の頭部が表面１２−２に露出するようにする。この金
属粒子の露出面に高融点、低電気抵抗の金属を溶射して
土鍋と溶射膜との付着を強固なものにする。 （３）上記（１）及び（２）の方法で鍋底に形成した溶
射膜に耐熱接着剤を塗布しその表面に釉薬をかけ、これ
を空気のない窒素又はアルゴンを封入した炉内で焼成す
る。即ち土鍋に加工した材料が酸化しないようにして焼
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】電磁調理器用土鍋に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁調理器用土鍋は、その外底面
に銀の転写膜を約８００°Ｃで加熱付着させ、その上に
保護用として耐熱コーティング材が塗布されている方法
のものである。図１はこの種の土鍋の断面図を示す。
図１に於いて中央凸起（１−１）周縁凸起（１−２）
の表面のみは素焼き部分を露出させてある。本来、金属
と土鍋は材質が全く異なるので高温下でも両者が融着す
る事はない。それで銀の転写膜には高温接着剤が混入さ
れているか又は、塗布されているかのいずれかで、土鍋
との付着はこの接着剤によるもので銀自体ではない。転
写膜の原料たる銀ペーストは高価なので発熱効力のある
最少限度まで薄くしてあるようである。 即ち銀膜の厚
みは１０〜２０μｍのようである。そして適用土鍋は気
孔率の少ない材質の土鍋（以下硬質土鍋と記す）であ
り、鍋底が素焼きのままで市販されている土鍋、即ち気
孔率が大きく且つ気孔の大きい土鍋（以下汎用土鍋と記
す）には適用されていない。これは気孔中に侵入する銀
ペーストの量が多くなり、必要膜厚にする為には膜厚の
厚い転写膜が必要となり、高価になるからであると思わ
れる。硬質土鍋に比べ汎用土鍋は価格も安く且つ生産量
も多いのであるが、上記の理由から現在では電磁調理器
用土鍋の普及率は低い。

【０００３】土鍋内面底に発熱膜を装着すれば煮炊きす
る事については最も効率の良い方法であることは明らか
であり、この方法がとられている土鍋も一時販売された
こともあった。 然し、鍋内面に煮炊き対象物の焦
げ付き等が生じた場合、これを取り除く時、発熱膜又は
コーディング材が剥離したり損傷を受ける事故が発生し
ていた。又、この方式では電磁調理器から発熱膜までの
距離が発熱膜を鍋外底面に装着する場合に比べて鍋底の
厚み分だけ遠くなるので（一般に４ｍｍ程度以内となっ
ている）鍋底の厚みを薄くする必要があり、この為、鍋
の材質を強いものにする必要もある。上記のような理由
で現在では鍋内面に発熱体を装着する方法は殆どとられ
ていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】煮炊きする時、鍋外底
面の温度は約９００°Ｃ程度まで上昇することがある。
それ故発熱体たる金属膜の融点又は軟化点はそれ以上で
ないと切断等の事故が発生する。 又、使用後の洗浄
事には焦げ付き等もあるので、金属タワシ等を使用する
事もある。 即ちコーティング材も９００°Ｃ以
上の融点を持ち、且つ機械的強度を有している事が必要
である。然るに銀の転写膜の融点は８５０°Ｃ程度であ
りコーティング材も薄いので金属タワシ等でこすると剥
離する。 それで現在の市販品は熱源の制限、焦
げ付き不可、金属タワシ使用不可等の制約がある。これ
を解決する為には発熱金属膜が高融点であること、電気
抵抗の小さいこと、コーティング材が熱的にも機械的に
も強度を有する事である。この他材料及び加工費が低廉
である事である。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】（１）発熱体としての転写
膜には、それなりの長所はあるが、本発明に於いては溶
射膜を使用する事を基本としている。この理由は溶射材
料、膜厚、膜の形状の選択の自由度が転写膜に比べて大
きく、又、充実膜たる転写膜に比べ溶射膜はポーラス性
に富むので、素材の膨張、収縮への対応力がはるかに大
きく即ち変形が極めて少なく且つ高温用の溶射膜を形成
しうるからである。 （２）土鍋と金属は性質が異なるので、土鍋に直接金属
を溶射しても強固な付着力を得る事は基本的には出来な
いので、間接的に溶射膜を付着させる方法しかない。先
ず、土鍋とよく接着する接着剤を選び、これに溶射する
方法が考えられる。しかし接着剤は金属ではないので、
之に又、直接溶射しても、そのままでは強固な付着力は
得られない。それで接着剤自体に何等かの状態で金属を
介在させ、この金属と接着剤を強固に接着させて、この
金属に溶射すればよい。即ち、金属には金属の溶射膜は
強固に融着出来るので、これに溶射する方法とする。
然し、接着する金属が板状であっては、熱による変形
が大きいので剥離したり、固化後の接着剤自体を破損し
てしまう。それで接着剤中の金属は粒子状にし且つ接着
膜表面にその頭部分が露出する程度の大きさとする。し
かる後この露出部分に溶射する方法とした。以下この金
属粒子を添加した接着剤をベース接着剤と称する事とす
る。 （３）発熱膜たる溶射膜の上には、これを保護する為の
コーティング材を塗布する必要があるが、このコーティ
ング材も耐熱、耐酸、耐アルカリで機械的強度も必要と
なる。 然るに釉薬を溶射膜上に直接塗布しても効果
がないので溶射膜上に耐熱接着剤を塗布し、更にこの上
に釉薬を塗布し溶射膜部分を包み込むようにすれば、こ
れに優るコーティング材はない。釉薬の上に塗布する耐
熱接着剤を以下２次接着剤と称する事とする。それで表
面は釉薬を塗布し焼成する事とした。然し釉薬の焼成温
度は１２００°Ｃ〜１３００°Ｃであり、このような高
温下では溶射金属が酸化して正常な状態を保ち得ないの
で無酸素炉で焼成する。

【０００６】

【発明の実施の形態】（１）土鍋と同系統の耐熱接着剤
（耐熱温度１３００℃以上）を鍋底に塗布し之が乾かぬ
うちに外径０．２〜０．５ｍｍの融点の高い金属粒子を
表面に振りかけて之を押さえ込み金属粒子の頭部分のみ
が表面に出るようにするか、又は、この金属粒子を接着
剤中に混入して塗布し、乾燥後表面を削って粒子の一部
分が露出するようにする。 いずれにしても金属粒
子の一部分が接着剤の表面に露出している状態にする。
之を図２〜図５にて示す。 図２は金属粒子（１２）
を接着剤（１１）の表面にふりかけテフロン板（１３）
等で粒子を接着剤中に押し込む方法を示し図３はその結
果を示す。 図４は粒子（１２）を接着剤（１１）中
に混入した図、図５はその表面をグラインダー等で削っ
て金属粒子の一部を露出させた状態を示す。 （１
２−１）（１２−２）は露出金属面を示す。 この
露出金属粒子面に溶射する。金属には金属の溶射はよく
密着するので、結果として土鍋面に付着強度の強い溶射
膜を形成させる事が出来る。そしてこの溶射膜は高融点
で電気抵抗の低い金属を使用する。この溶射膜が発熱膜
即ち主溶射膜となる。この主溶射膜の上に耐熱性の２次
接着剤を塗布し、乾燥後、釉薬を塗布し空気を排除し、
窒素又はアルゴン、炭酸ガス等を封入したいわゆる脱酸
素炉内で焼成する。 通常焼成する温度は１２００〜
１３００°Ｃと高いので空気中であればこの金属膜が甚
だしい酸化を起こし正常な状態にはなり得ない。
酸化がないと高温下でも正常な状態を保ちうる。釉薬は
土鍋壁の中に浸透してガラス化するのであるから、この
土鍋壁の代わりに溶射膜表面に塗布した２次接着剤の中
に浸透して行くのである。 接着剤も高温中で
溶融しガラス化するような材質のものを選んでおくと、
それ自体及び溶射膜を土鍋底に強く密着させうる。この
状態にした土鍋底の断面を図１０に示す。 （２）主溶射膜としては電気抵抗の低い銅がよいが、銅
の融点は約１０３３°Ｃで焼成温度より低いので、これ
のみでは焼成中に溶解して両面の接着剤の中に溶け込み
発熱膜としての必要厚みを保持し得ない状態も起こりう
る。それでこの場合は先ず焼成温度以上の融点を持つ金
属を溶射し（以下補助溶射膜と記す）それに銅を溶射、
更にその上に補助溶射膜を作って銅の溶射膜を包み込む
ようにする。銅が両面の補助溶射膜に多少溶け込んだと
してもこの三重層になった溶射膜全体が発熱膜となる。
この断面を図１１に示す。又、金属の溶射膜
は溶射後収縮して膜の周縁がめくれて剥離する事があ
り、このめくれ現象は溶射膜が長い程起こり易い。これ
を図６に示す。之を防ぐ為、鍋底の中央部分に非溶射部
分を作り、之を中心としてリング状の狭い非溶射帯を作
っておく。 このような溶射膜の状態を図
７、図９に示す。この時溶射膜の巾、即ち、長さＬ_１〜
Ｌ_３は全体の長さＬよりＬ≫Ｌ_１、Ｌ≫Ｌ_２、Ｌ≫Ｌ_３
となり収縮による剥離が起こらなくなる。これを図７の
Ｘ_１−Ｙ_１断面の図８に示す。但しこのような溶射膜の
形状にすると膜全体の面積は減少するが、この形状によ
る自己誘導係数が大きくなり誘起電圧は増大し発熱量は
殆ど変わらないか、むしろ増大する傾向にある。 （３）発熱膜は鍋外底より内底に作る方が有利である事
は明らかであるが、この場合電磁調理器と発熱膜の間に
鍋底及び脚が介在するので両者間の距離が大きくなり通
常の状態では（両者間の距離は４ｍｍ以内となってい
る）電磁調理器が作動しなかったり、作動しても発熱効
果が低かったりする。 これは電磁調理器よりの磁力
線と発熱膜との交叉量が少ないからである。 そ
れでこの場合は鍋底の厚みを薄くし且つ脚台はつけない
ようにしておく。 又は現在の電磁調理器より発す
る磁束の周波数はかなり高いので、これを低くすると磁
力線の到達距離は伸びるが、これは鍋そのものの問題で
はないので省略する。 又この場合、鍋内に装着する
ので溶射材、接着剤、釉薬等は食品衛生法規準に合う材
料にて行う必要がある。 （４）発熱部の構成 ベース接着剤； 材質セラミックス系接着剤、混入金属（鋼）粒子２００〜５０ ０μｍ 耐熱温度１５６０°Ｃ 主溶射膜 ； Ｃｕ 電気抵抗１．７μΩｃｍ 融点１０３３°Ｃ 膜厚１００／１２０／１５０μｍ 補助溶射膜−１；Ｎｉ合金 電気抵抗４３．５μΩｃｍ 融点１４５０℃ 膜厚 １００μｍ 補助溶射膜−２； 同上 同上 同上 同上 補助溶射膜−３； ＳＳ４００電気抵抗２７．５μΩｃｍ融点１５００°Ｃ膜厚 ４００μｍ ２次接着剤 ； 材質はベース接着剤に同じ 但し金属粒子なし （５）図１２は本発明の煮沸テストの図を示す。電磁調
理器（６０）の出力インピーダンスと発熱膜（５１）の
インピーダンスのマッチングの度合いは電磁調理器の定
格出力／入力（ワットメーター（７０）の表示）＝χ％
で計算し概略このχ値が８５％以上になるように溶射膜
を作った。このインピーダンス率が高い程沸騰は早い。
煮沸テストの結果を（表−１）に示す。 （６）耐熱試験 空炊き状態で電磁調理器にて２０分間５回（電磁調理器
のセンサーが働かないようにしておく）、ガスコンロに
て２０分間５回いずれも加熱後急冷しても異常無き事を
確認。

【０００７】

【効果】電磁調理器使用は炎が出ず、空炊き状態になる
と電源が切れる等使用上安全であり、使用電力料金もガ
ス料金より安い事が判明しているので、老人向け、ホテ
ル向け等に次第に利用者は増加してきている。現在その
普及率は日本では４％、欧米では約４０％との事であ
る。現在の電磁調理器用土鍋は金属製に比べ破損する恐
れがあるのとかなりの使用制限があり、価格も割高にな
ると思われているのが普及率が低い原因ではないかと思
われる。発熱膜を溶射膜にする事は、これに対する１つ
の解決手段であるが現在迄は溶射膜を強固に土鍋底に付
着させる事は不可能だとの先入観が関係者間にあったよ
うである。 今回本発明によって、これは解決し得た
のとコーティング材として釉薬を使用する事が出来るこ
とによって、従来の大半の問題点は解決し得たと思って
いる。 これらの実現によって今後電磁調理器用土
鍋の普及に貢献出来るものと思っている。

【図面の簡単な説明】

【図 １】 鍋外底に銀転写膜を貼り付けた電磁調理
器用土鍋の断面図

【図 ２】 鍋底への接着剤表面に金属粒子を露出さ
せる施工法

【図 ３】 同上施工後の状態

【図 ４】 鍋底への接着剤表面に金属粒子を露出さ
せる施工法

【図 ５】 同上施工後の状態

【図 ６】 溶射膜の収縮による端面のめくれ（剥
離）状態を示す図

【図 ７】 溶射膜の形状

【図 ８】 図７のＸ_１−Ｙ_１断面図

【図 ９】 溶射膜の形状

【図１０】 主溶射膜のみの発熱膜の構成

【図１１】 補助溶射膜を使った場合の発熱膜の構成

【図１２】 煮炊き試験装置図

【符号の説明】

１ 土鍋本体 ２８−１ 中
央非溶射部 １−１ 中央凸起 ２８−２ 非
溶射帯 １−２ 周縁凸起（脚） ３０ 土
鍋底 ２ 転写膜 ３１ ベ
ース接着剤 ３ コーティング材 ３２ 溶
射膜＋２次接着剤 １０ 土鍋底 ３３ 補
助溶射膜＋主溶射膜 １１ 接着剤 ＋
補助溶射膜＋２次接着剤 １２ 金属粒子 ３４ 釉
薬 １２−１ 露出金属表面 ５０ 土
鍋本体 １２−２ 同上 ５０−１ 土
鍋脚 １３ テフロン板 ５１ 溶
射膜等 １４ 切削面 ５２ 水 ２０ 土鍋底 ６０ 電
磁調理器 ２１ ベース接着剤 ６０−１ 同
上天板 ２２ 金属粒子 ６０−２ 過
熱検出器 ２３ 溶射膜 ６０−３ 電
磁コイル Ｐ 周辺のめくれ部分 ７０ ワ
ットメーター ２５−１ 溶射膜帯 ７１ 電
源 ２５−２ 同上 ７２ 温
度計 ２５−３ 同上 Ｌ 溶
射膜全長 ２５−４ 溶射膜帯の連結溶射膜 Ｌ_１ 溶
射膜帯の巾 ２５−５ 同上 Ｌ_２ 同
上 ２６−１ 中央非溶射部 Ｌ_３ 同
上 ２６−２ 非溶射帯 ２６−３ 同上 ２７−１ 溶射膜帯 ２７−２ 溶射膜帯 ２７−３ 溶射膜帯の連結用溶射膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K051 AC15 AD34 4B055 AA15 BA15 CA02 DB14 FA02 FA03 FB01 FC07 FD04 4K031 AA06 AA08 AB04 AB07 AB08 AB09 BA03 BA05 BA06 CB21 CB39 FA01 FA07 FA10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土鍋底に不燃性の無機耐熱接着剤を塗布
   し、これに径０．２〜０．５ｍｍ程度の高融点の金属粒
   子を添加し接着剤表面より金属粒子が露出するようにし
   ておく。以降この金属粒子を添加した接着剤をベース接
   着剤と称する事とする。ベース接着剤表面に高融点で電
   気抵抗の低い金属を溶射して金属の溶射膜を作り、これ
   を発熱体とする。この溶射膜を主溶射膜と称する事とす
   る。主溶射膜の表面にセラミックス系の耐熱接着剤（以
   下２次接着剤と記す。）を塗布し、更にその上に釉薬を
   塗布する。 土鍋底を上記の如き構成にして、空気
   を排除し窒素又はアルゴン、炭酸ガス等を封入し無酸素
   の状態にした炉内にて焼成して作られる電磁調理器用土
   鍋。
2. 【請求項２】土鍋底に形成された溶射膜の形状は底の中
   央部分及び之を中心にして１〜数條の中の狭い非溶射帯
   を残したリング形状とする。又、電気的性能はよいがそ
   の融点が焼成温度より低い材料の溶射膜を主溶射膜とす
   る場合、融点の高い非磁性の金属の溶射膜（以下補助溶
   射膜と記す）で主溶射膜を包み込んだ三層の溶射膜とす
   る。溶射膜の厚み及び広さ形状は単一膜、三層膜のいず
   れの場合も電磁調理器の出力インピーダンスとマッチン
   グするインピーダンスを有するようにする。上記のよう
   な溶射膜を持つ事を特徴とする請求項１に記載の電磁調
   理器用土鍋。