JPH0466667A

JPH0466667A - 調理用鍋類

Info

Publication number: JPH0466667A
Application number: JP17696890A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nagaoka; 仁長岡; Yutaka Sugano; 裕菅野
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-03-03
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0774448B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、基体表面に窒化チタン（以下、ＴｉＮと略
す）被膜を形成する方法に係わり、特に加熱による色調
変化のないＴｉＮ被膜の形成方法及びその形成方法によ
り得られた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、優れたコーテイ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（１ｘ　ｌ　０−
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Ｔｉｅ、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と酸素との反応に起因し
た過剰なＴｉｄｙの形成によるものと考えられる。また
ＴｉＮ被膜を大気中で加熱することによる色調変化の度
合は、このＴ　ｉｏ　を生成膜の厚さに大きく依存して
いるものと推測される。（ただし、膜厚数１００人程程
度Ｔ　ｉ　Ｏを被膜は透明である。）本発明は上記事情に鑑みてなされたしので、ＴｉＮ被膜
が高温条件下に置かれても色調の安定を保持することが
可能となるＴｉＮ被膜の形成方法、及びその方法により
得られた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混合
雰囲気中で加熱し、窒化チタン被膜表面に厚さ数１００
Ａの極めて薄層の酸化チタン被膜を形成することによる
色調安定化処理を行うことにより解消される。

すなわち、薄層のＴｉ０ｚ被膜は透明であることがらＴ
ｉＮ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Ｔ　ｉ　Ｏを被膜により抑制する働きを有
する。

また、請求項２に記載した発明は．鍋基体表面に窒化チ
タン被膜を成膜し、これを酸素と窒素の混合雰囲気中で
加熱し、窒化チタン被膜表面に酸化チタン薄層を形成さ
け色調を安定化させた調理用鍋類である。

また上記課題は、請求項３に記載したように基体表面に
窒化チタン被膜を成膜した後、この基体を窒素雰囲気中
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ことによる色調安
定化処理を行うことにより解消される。

また、請求項４に記載した発明は．鍋基体表面に窒化チ
タン被膜を成膜した後、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し、色調を安定化させた調理用鍋
類である。

「作用」基体表面に窒化チタン被膜を成膜した後、この基体を酸
素と窒素の混合雰囲気中、あるいは窒素単独雰囲気中で
加熱を行い、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被膜が得られる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係るＴｉＮ被膜の形成方法の一例と
して、フライパン（基体）表面にＴｉＮ被膜を形成する
方法を説明するための図である。この図中符号１はフラ
イパン基体、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、４は研磨洗浄装置
、５はイオンブレーティング装置、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ｌ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
うにして表面の耐処理を受けたフライパン基体１は、次
にイオンブレーティング装置５により、その表面にＴｉ
Ｎ被膜を成膜する。このイオンブレーティング装置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、
Ｎｔ）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、Ｎｔ）供給口１５を備えて構成されている
。

フライパン基体ｌ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。イオンブレーティング装置本体５
Ａ内は、真空装置１３により圧力１０−５〜１０−’Ｔ
　ｏｒｒ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ＩＯ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ｌ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被膜の厚さが数百人の膜厚になっ
た時点でフライパン基体Ｉの印加電圧を下げ、イオンブ
レーティング装置本体５Ａ内にガス供給口１５からＮ、
ガスを導入する。

このときのイオンブレーティング装置５内圧は、１０−
５Ｔｏｒｒ程度となるようにガス（Ａｒ、Ｎｔ）供給調
節装置１０て調節する。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Ｎ、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２〜３μｌのＴｉＮ被膜を形
成してフライパン２となる。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（Ｎ、）ガスボ
ンベ１６と、酸素（０，）ガスボンベ１７と、純化器１
８．１９と、ヒーター２０と、棚２１と、ポンプ２２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Ｎ、ガスボンベ１６及びＯ，ガスボンベ１
７からは、それぞれ純化器１８．１９を経てＮ、ガス、
０．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Ｏｆ／Ｎ！−１／２０〜Ｉ１５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３５０〜５００℃に加熱し、これによってＴｉＮ被
膜表面に均一な数１００人程程度膜厚のＴ　ｉ　Ｏを被
膜を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°
Ｃ）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、このＴｉＮ被膜の形成方法においては、イオンブ
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
けるイオンブレーティング装置の条件をＴｉ／Ｎ＝２．
０前後とすればＴｉＮ成膜時は薄金色て熱処理後は金色
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ＴｉＮ被膜の形成方法によれば、ＴｉＮ被膜中のＴ
ｉを酸素と窒素の混合雰囲気中で加熱してＴｉＮ表面に
極めて薄層のＴ　ｉＯを被膜を形成させることによりＴ
ｉＮ被膜の色調を加熱に対し安定化させることができる
。また、イオンブ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被膜を形成することができる。

また先の方法により得られたフライパンは、その表面に
美しい金色の色調をもつＴｉＮ被膜を形成したものなの
でフライパンの装飾性が向上し、高級感を付与できる。

またこの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
色調が長期間維持される。

次に本発明に係るＴｉＮ被膜形成方法の他の例を説明す
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（Ｎ
、）ガスボンベ２４と、純化器２５と、ヒーター２６と
、棚２７と、ポンプ２Ｂを備えて構成されている。

フライパン２は棚２７に設置され、Ｎ、ガスボンベ２４
からＮ、ガスを純化器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
はＮ、雰囲気（７６０〜７６５Ｔｏｒｒ）に保たれ、さ
らにこの条件でヒーター２６によりフライパン２を３５
０〜６００℃に加熱することにより、ＴｉＮ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Ｎ、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ＴｉＮ被膜の形成方法によれば、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被膜の色調を安定化させるこ
とができる。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被膜が得られる。

なお上記各側においては、イオンブ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。

また上記各側においては、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ＭｔＭや調理用のへら等の様々な加熱調理用品への適
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。

まずスチール族のフライパン基体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、
さらにイオンブレーティング装置本体５Ａ内に取り付け
た。イオンブレーティング装置本体５Ａ内は、真空装置
１３により圧力ｌ０−５〜１０−’Ｔｏｒｒ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１０
０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表面をイオン
ボンバードし、さらに膜厚２００オングストロームのＴ
ｉ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、イオンブレーティング装置
本体５Ａ内にガス供給調節装Ｒ１０によりＴｉ／Ｎ＝１
．０となるようにＮ、ガスを入れ、イオンブレーティン
グ装置本体５Ａ内圧を１０−５Ｔｏｒｒ程度とし、膜厚
２〜３１．ｔ　ｘ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６
Ａ内の棚に設置し、Ｎ、ガスボンベ１６及び０．ガスボ
ンベ１７から、Ｎ、ガス及び０．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内は０１／Ｎｔ＝１
／２０〜１１５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被膜を形成したフ
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、Ｎ、ガスボンベ２４から、Ｎ、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Ｎ、雰囲気（７６０〜
７６５　Ｔｏｒｒ）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被膜を形成したフラ
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を形成したフラ
イパン（比較例という）を、それぞれ３００°Ｃで加熱
した。その結果、実施例Ｉのフライパンに変色は見られ
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
を設けたフライパンを３００℃加熱したもの、Ｂは比較
例で無コーテイ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フライパ
ンを示す。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Ｉと実施例２のフライ
パンの表面を金属たわしを用いて強力に擦過したが、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、本発明におけるＴｉＮ被膜の形成方
法によれば、ＴｉＮ被膜中に残存するＴｉを酸素と窒素
の混合雰囲気中あるいは窒素単独雰囲気中で加熱してＴ
ｉＮ被膜の色調を安定化させることができる。

また本発明方法により得られたフライパンは、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
でフライパンの装飾性が向上し、高級感を付与できる。

またこのフライパンの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、フライパンの美しい金色の
色調が永い期間にわたり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、本発明のＴｉＮ被膜形成方法を実施する装置
の一例を示す概略構成図、第２図は、第１図で示す装置
で用いたイオンブ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
明の実施により得られたフライパンの斜視図、第６図は
本発明の詳細な説明するためのＸ線回折図である。ｌ・・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・・・イオンブレーティング装置、５Ａ・
・・イオンブ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

【特許請求の範囲】

１．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る色
調安定化処理を行うことを特徴とする窒化チタン被膜の
形成方法。
２．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。
３．基体表面に窒化チタン被膜を成膜した後、この基体
を窒素雰囲気中で加熱し、窒化チタン被膜中に窒素を拡
散させる色調安定化処理を行うことを特徴とする窒化チ
タン被膜の形成方法。
４．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
て得られたことを特徴とする調理用鍋類。