JPH08508709A - セラミックまたはガラス質セラミック容器用誘導加熱物質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁誘導によって熱を発生する物質をセラミック製またはガラス質セラミック製食物用容器に配置する方法である。単一の導電性の層および／または強磁性／フェリ磁性材料は容器の底の内側または外側に適用され、続いて焼成（fire）される。

Description

【発明の詳細な説明】 セラミックまたはガラス質セラミック容器用誘導加熱物質 本発明は、セラミックまたはガラス質セラミックで作成された容器（磁器、陶 器、テラコッタ、褐色の陶器（brownware）等）のための誘導加熱物質に関する ものである。 誘導加熱は家庭の調理器および料理店の調理器において益々普及しており、そ して伝導による加熱と部分的に置き換える傾向にある。 電磁誘導ヘッド（induction top）のコイルは一般的に２５kHzから４５kHzの 範囲の周波数てせある交流磁界を確立する。加熱生産が行われるとき、関係材料 の特性によって２つの異なった機構に依存し、 材料が主として導電性であるとき、加熱は渦電流発生により行われ、その流れ は食物を調理または加温するのに使用される多量のジュール効果加熱を発生し、 材料が主として磁気特性（そして特に強磁性）を現すときには、加熱を発生す る磁気エネルギーを使用される。 渦電流の量は外部磁界の強度および周波数の作用である。また、渦電流の方向 は発生された磁界が外部磁界に対向する傾向となり、それにより導電体の中心に 入り込むのを防止するようになっている。このことは「表皮効果」として知られ ており、そして渦電流により影響される材料の厚さは外部磁界の周波数を減少す ることによって増加し、それ故、商業的に有効な電磁誘導ヘッドは相対的に低い 周波数のものである。 不幸にも、食物を保持するための容器のほとんどを構成するセラミック材料は 磁性でも導電体でもない。それ故、これまでは（apriori）、誘導加熱にそれら を使用することができなかった。 提案がすでにフランス特許第２,６７１,７０９号（FR-A-2 671 709）で行われ ており、それは、電磁波およびマイクロ波エネルギーを吸収するために、非磁性 材料で形成された容器に熱伝導性多層フィルムを配設するものである。この目的 のために、層１は、電磁波からのエネルギーを吸収する層２から熱を取り上げて おり、両層は共に保護層３によって被覆されている。層２はペースト状態の金、 銀粉、および油で作成される。これらの層の成形およびめっきは長い一連の作業 を必要とする。 イギリス国特許第２,０１０,０５４号（GB-A-2 010 054）は、完全な一体化さ れた調理システムを提案しており、それは、容器からの熱損失を制限するために 誘導コイルおよび容器が熱的に絶縁された囲い内に備えられたものである。 本発明の目的は、従来の欠点を解消し、筆塗りまたはシルクスクリーン印刷、 ホットまたはコールドパッド印刷を用いるエナメル刷り（enamel slip）の場合 のように、磁性および／または電導性層を単一作業で適所に入れることができる ことにある。 上述の理由のために、この方法で付着される層にとって、主として電気の良好 な導電体であるのに十分であるように容器を加熱するために強磁性またはフェリ 磁性である必要はない。 本発明によれば、電磁誘導によって加熱できるセラミック材料の容器を製造す る方法は、電磁磁界に晒されたときに熱を発生することになる薄層を塗装、シル クスクリーン印刷、または転写（transfer）によって容器の底に付着することに 特色を有している。 セラミックの分野において周知である技術によって行われるこのような付着は 任意の装飾が適用されたのち、またはそれと同時に行える。１回の追加の焼成（ firing）作業だけが必要であり、そしてセラミック物を製造し装飾する従来の加 工法を大きく変えることはない。 本発明の別の特色によれば、電磁誘導によって加熱できるフィルムをその底に 有するセラミック容器は、フィルムが導電性であるかまたは磁気特性、特に、強 磁性またはフェリ磁性の特性を持つことを特徴としている。 層が単に電気の伝導体であるとき、次のような組成、例えば、５８〜８３重量 ％の金属粉末と、２％のフリットと、ペースト状溶媒および樹脂により構成され る残部、を有する。 金属は低い電気固有抵抗および高い溶融温度を有する金属から選定され、それ は例えば銀である。その他の金属もまた好ましく、渦電流を誘導する媒体によっ て放出する力は式、 ここにおいて、 ρは物質の電気固有抵抗のμΩ.cmでの値である。 μ_rは媒体の透磁率である。 ｆは電流の周波数のHzでの値である。 の関係で決定される。 光学顕微鏡による調査は、銀層とセラミックの間の接着が本質的に本来の機械 的に接着することを示している。表面の銀は壷またはエナメル層の細孔に侵入す る。その平均厚は２５μから３５μの範囲にある。層の非常に低い電気固有抵抗 は純銀と同じ等級、すなわち２.５μΩ.cmでありそして表面で２μΩ.cmを越え ることはない。樹脂および溶媒の目的は金属層を磁器に適用可能にすることにあ る。外方保護層は活性層に適当に付着される。 導電性の層が銀を基礎とするものであるとき、使用はこの材料の低い電気固有 抵抗特性の故に行われるが、その特性に加えて、使用される銀ベースの粉末は、 １平方メートル／グラム（m²/g）から２m²/gの範囲にあり、そして粒子寸法が、 １００％の銀粒では１２μよりも小さく、 ５０％の銀粒では３.９μよりも小さく、 １０％の銀粒では１.５μよりも小さい ＢＥＴ特殊表面領域を有する粉末である。 この粉末から作成されたフィルムは、平均直径０.７５μ程度で、０.１５μか ら３０μの範囲に細かくされた小さな粒子で作成される。 室温（ambient temperature）では、層の電気固有抵抗は約６０μΩ.cmである 。温度が上昇すると、内部粒子シール材の膨張が離れた銀粒を動かしそして壷と 層の間の分離を引き起こすことなく、層が実質的に支持材と同じ割合で同時に膨 張することができる。 この粒子間のシール材の膨張は、加熱を発生する誘導電流の効果に反対する抵 抗に到達するまで、導電体の電気固有抵抗に大きな増加を引き起こす。 かくして、この方法により、導電性の層は、この層の分布および厚さを変える ことによって１００℃よりも低いまたはそれと等しい温度に温度制御できる。 これらの二重の特性は、容器の温度を１００℃よりも低いが、食物を暖め続け るには十分である一方、セラミック容器を破壊する熱的な衝撃、これは商業的に 用いられる横棚（hob）のパワー設定でも適用する、からセラミック容器を保護 する低い値に制限するを可能にする。 このような容器の製造はもっぱら磁器工業において慣用の作業を用いて行われ る。磁器の製造のための従来の工程は変更されず、そしていかなる特殊な設備も 必要ではない。 導電性の層は従来の装飾と同様に付着されそして装飾を焼成するための窯の温 度（８４０℃）に晒されることによって品物に付着される。 本加熱方法の利点の一つは、皿のような容器を全体的または部分的に暖めるこ とができることにある。皿を用い、皿の底だけが本発明の層で覆われ、次いで底 だけが暖められるとき、皿はその縁によって容易に保持されることができ、本方 法は家庭および料理店の要求を共に完全に満足する。 単に暖めるのに必要な、またはそこにおいて低温加熱での調理を完了する平底 の「耐熱」食器では、吸収層は容器の内側に付着されるのが好ましいが、容器の 底にも付着される。このような状態では、本質的に保護層（エナメル型ガラス粉 末フリット）を提供する。 本発明の別の特色によれば、フェリ磁性または強磁性付着層は例えば鉄−ニッ ケル−亜鉛またはマンガン−亜鉛のフェライト、またはコバルト−サマリウムの ような合金、または鉄の磁性合金、或いはその他の金属または強磁性合金により 構成される。 このような環境下では、このような金属が相対的に低いキュリー点を有するこ とは知られている。この特色はキュリー点によって決まる加熱温度、例えば４０ ℃、６０℃または７０℃、を調節するように使用される。このような適用される 層のキュリー点を選定することによる温度調節は、フェライトを作成する構成要 素の比率を強磁性を有する材料と弱磁性を有する材料との間で変化することによ り達成される。 このような容器が電子レンジに置かれたとき、導電性層を有するにもかかわら ず、いかなる電気アークも発生しないことは注目される。この特色は、電気アー クによって電子レンジが損傷することを心配することなく、準備された食物を暖 めるために電子レンジを使用することを可能にする。洗うときに用いられる物質 による摩耗または腐食に対する耐久性を改善するために、エナメル層が活性フィ ルムに付着されそしてアタッチメントの目的で裏打ちしたのち、覆いおよび最終 的な保護を提供する。 本発明はまた方法を実施するための転写工程に関し、そこにおいて、高温で昇 華する上薬（varnish）シートに、酸化金属、磁性材料の粉末、フェライト、ま たは導電性材料の層で作成された図柄が設けられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セラミック材料で作成されかつ電磁誘導により加熱できる食物用容器を製造 する方法であって、塗装、印刷または転写（transfer）手段により薄い導電性層 を容器の底面上または底内に付着し、次いで該層を焼成（fire）し、単一作業で エナメルが導電層を被覆して保護層を構成するように保護エナメルの性質に適合 する約８４０℃の温度で金属層を焼成することから構成されることを特徴とする 方法。 ２．前記層は次の組成を有する導電層であることを特徴とする請求項１記載の方 法により得られるセラミック容器。 ５２重量％から８３重量％の金属粉末と、２％のフリットと、樹脂および溶 媒により構成される残部とから構成され、物質の厚さは２５μから３５μの範囲 にある。 ３．温度調節のための限界値は、直径が０.１５μから３０μの範囲であって平 均直径が０.７５μである層中の銀粒間でガラス質セラミックシール材料が膨張 することによって銀導電層の電気固有抵抗を変化することにより決定されること を特徴とする請求項２記載の容器。 ４．適用される層は強磁性／フェリ磁性であり、適用される材料の本質的な構成 要素は少なくとも一つのフェライトまたは金属合金により構成されることを特徴 とする請求項１記載の方法により得られるセラミック容器。 ５．弱磁性を有する材料と強磁性を有する材料の間でフェライトの構成要素の比 率を変化することによって適用される層のキュリー点を選定することにより温度 を調節することを特徴とする請求項４記載の容器。 ６．高温で昇華する上薬（varnish）の層の下に、酸化金属、磁性材料粉末、ま たはフェライトで作成された図柄、または導電性材料の層を有することを特徴と する請求項１記載の方法を実施するための転写工程。