(57)【要約】【課題】発熱性能を向上させることが可能な発熱体、および、その発熱体を備えた加熱用構造部材および容器と、発熱性能を向上させることができるとともに容易に所望の形状に成形することが可能な発熱体の製造方法とを提供することである。【解決手段】発熱体は、セラミックス相と、アルミニウムの第１の金属相と、アルミニウム以外の金属を含む第２の金属相とを含む。加熱用構造部材および容器は上記の発熱体を備える。発熱体の製造方法は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を防水処理するステップと、セラミックスと、防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末と、水とを混合して成形することにより成形体を得るステップと、成形体を加熱することにより焼成するステップとを備える。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス相と、
アルミニウムの第１の金属相と、
アルミニウム以外の金属を含む第２の金属相と
を含む、発熱体。
【請求項２】
前記第２の金属相は、前記セラミックス相から遊離した金属を含む、請求項１に記載の発熱体。
【請求項３】
前記第２の金属相は、金属としてシリコンを含む、請求項１または請求項２に記載の発熱体。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発熱体を備えた、加熱用構造部材。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発熱体が陶磁器の少なくとも一部の表面に付着するように形成されている、加熱調理用容器。
【請求項６】
当該発熱体は、誘電加熱により発熱する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項７】
当該発熱体は、抵抗加熱により発熱する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項８】
当該発熱体は、誘導加熱により発熱する、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項９】
アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を防水処理するステップと、
セラミックスと、防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末と、水とを混合して成形することにより成形体を得るステップと、
前記成形体を加熱することにより焼成するステップと
を備えた、発熱体の製造方法。
【請求項１０】
前記防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末と、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末の表面に形成されたシリコン酸化物層とを含む、請求項９に記載の発熱体の製造方法。
【請求項１１】
前記成形体を得るステップにおいて、前記アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を質量比率で５％以上８０％以下の割合で混合して成形する、請求項９または請求項１０に記載の発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には発熱体、発熱体を備えた加熱用構造部材および容器、発熱体の製造方法に関し、特定的には、誘電加熱、抵抗加熱、誘導加熱のいずれかにより発熱する発熱体、発熱体を備えた加熱用構造部材および容器、発熱体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、誘電加熱により発熱する発熱体として、電子レンジに用いられる発熱体またはその発熱体を備えた調理容器は、たとえば、実用新案登録第２５６４９９０号公報（特許文献１）に記載されているように知られている。
【０００３】
この公報で開示された電子レンジ用発熱体は、フィルム状またはシート状をなす紙、プラスチックまたはセラミックからなるサポータの面に、フェライト粉末等の磁性体粉末を混合した樹脂、ゴムまたはセラミックからなる磁性体層を設けるとともに、アルミニウム粉末等の導電性粉末を樹脂、ゴムまたはセラミックに混合した抵抗体層を磁性体層に積層して構成されるものである。
【０００４】
また、陶磁器原料を用いて構成された調理用容器が、たとえば、特開昭６２−２００６７６号公報（特許文献２）で提案されている。
【０００５】
この公報で開示された調理用容器は、陶磁器原料を主体として、発熱体に炭素、炭化珪素等のマイクロ波吸収材および／またはアルミニウム粉等の金属粒体を混入して、この発熱体にマイクロ波を照射するようにしたものである。
【０００６】
さらに、マイクロ波を用いて食品を加熱調理する際に食品の加熱を促進する装置としてマイクロ波加熱促進器が、たとえば、特開昭６２−２７２０２５号公報（特許文献３）で提案されている。
【０００７】
この公報で開示されたマイクロ波加熱促進器は、セラミックス製基体と、この基体に不連続的に担持されたアルミニウム等の金属もしくは金属酸化物からなる発熱体とからなる。
【特許文献１】実用新案登録第２５６４９９０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２００６７６号公報
【特許文献３】特開昭６２−２７２０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、発熱体を備え、陶磁器材料から形成された加熱用容器を製造するためには、材料を成形した後、得られた成形体を焼成することが必要である。このため、発熱体を構成する材料は、陶磁器を焼成する通常の温度である７００〜１３００℃で陶磁器材料とともに焼成することが可能でなければならない。
【０００９】
上記の公報で開示されているように、電子レンジ用またはマイクロ波加熱用の発熱体を構成する材料として金属粉末または金属酸化物粉末が用いられている。しかしながら、陶磁器の焼成温度である７００〜１３００℃で陶磁器材料とともに焼成することが可能な金属の種類は限定される。たとえば、鉄は、混合量が多くなると、熔出し、焼成後において原形を留めなくなる。ニッケルと四三酸化鉄は、焼成後において原形を保つが、質量比率で混合割合が４０％〜６０％以上でなければ、マイクロ波を照射しても発熱作用を示さない。このため、焼成によって得られた加熱用容器は、陶磁器の性質を失い、金属容器に近い性質になってしまう。
【００１０】
これに対して、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末（以下、アルミニウム粉末とアルミニウム合金粉末を総称して「アルミニウム粉末」という）は、質量比率で混合割合が５％以上であれば、７００〜１３００℃の温度で陶磁器材料とともに焼成することができ、陶磁器の性質を保持した加熱用容器を得ることができる。
【００１１】
また、陶磁器材料から形成された加熱用容器を製造するためには、発熱体材料を陶磁器材料と混合して所望の形状に成形することが可能でなければならない。一般の陶磁器の製造においては、陶磁器材料に水を加えて成形することが行われている。
【００１２】
しかしながら、アルミニウム粉末と水とを混合すると、水素が発生する。このため、陶磁器材料とアルミニウム粉末とに水を加えて成形することは困難である。これにより、所望の形状に成形された発熱体、または、その発熱体を備えた加熱用容器を得ることが困難であるという問題がある。
【００１３】
さらに、アルミニウム粉末と水とを混合して成形すると、水酸化アルミニウムが生成される。このため、発熱作用をもたらす導電性要素としてアルミニウムを陶磁器材料に添加しているにもかかわらず、得られた加熱用容器において所望の高い発熱性能を得ることができないという問題がある。
【００１４】
そこで、この発明の目的は、発熱性能を向上させることが可能な発熱体と、その発熱体を備えた加熱用構造部材および容器とを提供することである。
【００１５】
また、この発明の目的は、発熱性能を向上させることができるとともに、容易に所望の形状に成形することが可能な発熱体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に従った発熱体は、セラミックス相と、アルミニウムの第１の金属相と、アルミニウム以外の金属を含む第２の金属相とを含む。
【００１７】
この発明の発熱体は、発熱作用をもたらす導電性要素として、アルミニウムの第１の金属相以外に、アルミニウム以外の金属を含む第２の金属相を含んでいるので、発熱性能を向上させることができ、アルミニウムの添加量が少なくても所望の高い発熱性能を得ることができる。
【００１８】
この発明の発熱体において第２の金属相は、セラミックス相から遊離した金属を含むのが好ましい。
【００１９】
また、この発明の発熱体において第２の金属相は、金属としてシリコンを含むのが好ましい。
【００２０】
この発明に従った加熱用構造部材は、上述のいずれかの特徴を有する発熱体を備える。
【００２１】
この発明に従った加熱調理用容器は、上述のいずれかの特徴を有する発熱体が陶磁器の全体もしくは少なくとも一部の表面に付着するように形成されている。
【００２２】
この発明の発熱体は、誘電加熱により発熱するのが好ましい。
【００２３】
この発明の一つの局面に従った電子レンジ用容器は、誘電加熱により発熱する発熱体を備える。
【００２４】
この発明のもう一つの局面に従った電子レンジ用容器は、陶磁器材料と、発熱体とから形成されている。
【００２５】
また、この発明の発熱体は、抵抗加熱により発熱するのが好ましい。
【００２６】
この発明に従った抵抗加熱用構造部材は、上述のいずれかの特徴を有する発熱体を備える。
【００２７】
この発明の一つの局面に従った抵抗加熱調理器用容器は、上述のいずれかの特徴を有する発熱体を備える。
【００２８】
この発明のもう一つの局面に従った抵抗加熱調理器用容器は、陶磁器材料と、上述のいずれかの特徴を有する発熱体とから形成されている。
【００２９】
さらに、この発明の発熱体は、誘導加熱により発熱するのが好ましい。
【００３０】
この発明の一つの局面に従った電磁調理器用容器は、上述のいずれかの特徴を有する発熱体を備える。
【００３１】
この発明のもう一つの局面に従った電磁調理器用容器は、陶磁器材料と、上述のいずれかの特徴を有する発熱体とから形成されている。
【００３２】
この発明に従った発熱体の製造方法は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を防水処理するステップと、セラミックスと、防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末と、水とを混合して成形することにより成形体を得るステップと、成形体を加熱することにより焼成するステップとを備える。
【００３３】
この発明の発熱体の製造方法においては、防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末がセラミックスと水と混合されて成形されるので、成形工程において水素が発生しない。このため、発熱体を所望の形状に成形することが容易である。
【００３４】
この発明の発熱体の製造方法において、防水処理されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末は、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末と、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末の表面に形成されたシリコン酸化物層とを含むのが好ましい。
【００３５】
この場合、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末の表面にシリコン酸化物層が形成されているので、発熱作用をもたらす導電性要素として、原材料中にアルミニウム以外にシリコンが存在する。これにより、焼成することにより得られた発熱体において、金属シリコンが遊離し、アルミニウムとともに導電性要素として作用するので、発熱性能を向上させることができ、アルミニウムの添加量が少なくても所望の高い発熱性能を得ることができる。
【００３６】
また、この発明の発熱体の製造方法では、焼成するステップにおいて、７００℃以上１３００℃以下の温度で成形体を加熱するのが好ましい。
【００３７】
さらに、この発明の発熱体の製造方法では、成形体を得るステップにおいて、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を質量比率で５％以上８０％以下の割合で混合して成形するのが好ましい。
【００３８】
上記の場合、成形体を得るステップにおいて、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を質量比率で５％以上３０％以下の割合で混合して成形することにより、誘電加熱用発熱体を製造するのが好ましい。
【００３９】
また、上記の場合、成形体を得るステップにおいて、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を質量比率で３０％以上６０％以下の割合で混合して成形することにより、抵抗加熱用発熱体を製造するのが好ましい。
【００４０】
さらに、上記の場合、成形体を得るステップにおいて、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末を質量比率で６０％以上８０％以下の割合で混合して成形することにより、誘導加熱用発熱体を製造するのが好ましい。
【発明の効果】
【００４１】
以上のようにこの発明によれば、発熱体においてより高い発熱性能を得ることができ、より高い発熱性能を有する加熱用構造部材と容器を得ることができる。また、発熱体の製造方法においては発熱体を所望の形状に容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
まず、この発明に従った発熱体製造方法の一つの実施の形態について説明する。
【００４３】
この発明の発熱体の製造方法においては、発熱作用をもたらす導電性要素として混合されるものは、アルミニウム粉末またはアルミニウム合金粉末（たとえば、シリコン、マグネシウム、マンガン、鉄、銅等の合金元素を０〜３０質量％の範囲内でアルミニウムに添加したアルミニウム合金の粉末）（以下、アルミニウム粉末とアルミニウム合金粉末を総称して「アルミニウム粉末」という）に限定される。そして、本発明においては、防水処理されたアルミニウム粉末を用いることにより、一般陶磁器を成形する際と同様にして、陶磁器材料とアルミニウム粉末とに水を加えて可塑成形または鋳込み成形を行っても、水素を発生させずに成形することが可能である。
【００４４】
アルミニウム粉末は、一般陶磁器を焼成する温度帯である７００〜１３００℃の温度で焼成され得る。焼成雰囲気は、アルゴン、窒素等の不活性雰囲気、水素等の還元性雰囲気、空気、酸素等酸化性雰囲気のいずれの雰囲気でもよい。
【００４５】
ところで、防水処理されていないアルミニウム粉末は、次の化学反応式により、水と混合すると水素が発生する。
【００４６】
２Ａｌ＋６Ｈ２Ｏ  →  ２Ａｌ（ＯＨ）３＋３Ｈ２ 
この水素を発生させないようにアルミニウム粉末に防水処理を施す。防水処理としては、燐酸、クロム酸、モリブデン酸等による表面処理、シリカ、チタニア、アルミナ等を用いたゾルゲル法によって表面に膜を形成する処理等が挙げられる。これらの防水処理の中でも、シロキサン、変性シロキサン、アルキルシラン、シランカップリング剤およびジシラザンからなる群より選ばれた少なくとも１種の珪素化合物を用いた湿式または乾式による表面処理を採用するのが好ましい。
【００４７】
特に好ましい防水処理の方法について以下に説明する。
【００４８】
使用するアルミニウム粉末としては、フレーク状または粒状で、粒度が１〜３０μｍのものが好ましい。アルミニウム粉末に防水処理を施す前に、ポリモリブデン酸、燐酸等の酸、または、アンモニア、苛性ソーダ等の塩基を用いて前処理をしてもよい。
【００４９】
防水処理としては、アルミニウム粉末を分散させた溶液に有機珪素化合物を添加し、加水分解させるための触媒を用いて溶液のｐＨ値を調整して、有機珪素化合物を加水分解させることにより、アルミニウム粉末の表面にシリコン酸化物、たとえば、非晶質シリカ、珪酸塩を析出させる。
【００５０】
具体的には、処理溶媒１００質量部に対し、アルミニウム粉末１〜４０質量部を分散させて撹拌しながら、加水分解させるための触媒を加えてｐＨ値を調整して、溶液の温度を２０〜９０℃に保持した状態で、有機珪素化合物を添加する。添加方法としては、徐々に添加してもよく、一度に添加してもよい。処理時間は、１〜４８時間の範囲内が好ましく、２〜２４時間の範囲内がより好ましい。処理中に溶液のｐＨ値が変化するので、随時、加水分解させるための触媒を加えてｐＨ値を調整する。処理の終了後、フィルターで固液分離する。その後、必要に応じて８０〜５００℃の温度で加熱処理する。
【００５１】
有機珪素化合物としては、たとえば、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシラン等が用いられる。これらの縮合物処理溶媒としては、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、アセトン等の親水性溶媒を用いるのが、アルミニウムと水との異常反応を避けるという点で好ましい。ただし、溶媒に水が少量、たとえば、２０％以下程度、含まれていてもよい。
【００５２】
有機珪素化合物を加水分解させるための触媒としては、たとえば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニア、エチレンジアミン、ｔ−ブチルアミン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−アミノエチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、尿素、珪酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の塩基性触媒、蓚酸、酢酸、硝酸、硫酸、燐酸、ホスホン酸等の酸性触媒を用いるのが好ましい。処理溶液のｐＨ値は、塩基性触媒を用いる場合には７〜１５の範囲内に調整するのが好ましく、７．５〜１０の範囲内に調整するのがより好ましく、酸性触媒を用いる場合には１．５〜４の範囲内に調整するのが好ましく、２〜３の範囲内に調整するのがより好ましい。なお、塩基性触媒を用いる場合、非晶質シリカの生成速度が大きいので、生産性が高い。
【００５３】
アルミニウム粉末の表面上に形成されるシリコン酸化物層、たとえば、非晶質シリカ層におけるシリコンの含有量は、アルミニウム１００質量部に対して０．５〜２５質量部であるのが好ましく、２〜１０質量部であるのがより好ましい。下限値よりもシリコンの含有量が少ない場合には、防水処理としての十分な効果を得ることができず、上限値よりもシリコンの含有量が多い場合には、混合されるセラミックス材料、たとえば、粘土の中で化学変化が進行し難くなるため、十分な発熱機能を発現しないという問題が生じる。
【００５４】
通常、陶磁器を製造する際、セラミックス材料として一般陶磁器材料、すなわち、陶土を調製するために２０〜３０％の割合で水を配合する。陶磁器に発熱性能を付与するために、陶土に水とともに、導電性要素としてアルミニウム粉末を加えると、アルミニウム粉末は水と反応し、水素が発生する。混合物を調製後、すぐに成形しても水素の気泡によって欠陥が生じるため、焼成しても十分な発熱機能を得ることができない。また、調製後、得られた練り土を数時間、放置すると、坏土は硬化してしまうので、成形することができなくなる。
【００５５】
これに対し、本発明の製造方法においては、上述したようにアルミニウム粉末に防水処理が施されるので、坏土が硬化することもなく、長時間の保存が可能となる。また、気泡の発生もないため、防水処理が施されたアルミニウム粉末と水とセラミックス材料としての一般陶磁器材料とを混合して、所望の形状に容易に成形することができるだけでなく、得られた成形体を７００〜１３００℃の温度で、好ましくは９００℃以上の温度で焼成することにより、陶磁器に十分な発熱性能を付与することが可能な発熱体を得ることができる。さらに、見た目も通常の陶磁器と変わらない発熱体を得ることができる。
【００５６】
また、アルミニウム粉末の混合比率を変更することにより、誘電加熱、抵抗加熱（ジュール加熱）、誘導加熱の３種類の加熱が可能な発熱体を提供することができる。本発明の製造方法においてアルミニウム粉末の好ましい混合割合は、質量比率で誘電加熱用発熱体としては５〜３０％、抵抗加熱用発熱体として３０〜６０％、誘導加熱用発熱体として６０〜８０％である。
【００５７】
本発明の製造方法によって得られた発熱体は、セラミックス相と、アルミニウムの第１の金属相と、アルミニウム以外の金属を含む第２の金属相とを含む。好ましくは、第２の金属相は、セラミックス相から遊離した金属を含む。より好ましくは、第２の金属相は、金属としてシリコンを含む。
【００５８】
本発明の製造法によって得られた誘電加熱用発熱体では、たとえば、アルミニウムの第１の金属相と、アルミニウム以外の金属としてのシリコンを含む第２の金属相とが点在している。また、本発明の製造法によって得られた抵抗加熱用発熱体または誘導加熱用発熱体では、たとえば、アルミニウムの第１の金属相と、アルミニウム以外の金属としてのシリコンを含む第２の金属相とが繋がり、導電体としての電気抵抗体を形成している。
【００５９】
本発明の発熱体では、発熱作用をもたらす導電性要素として添加されたアルミニウム以外に、製造工程においてセラミックス相から遊離した金属、たとえば、金属シリコンも発熱作用をもたらす導電性要素としての役割を果たす。これにより、従来の発熱体に比べてより高い発熱性能を得ることができる。
【００６０】
本発明の好ましい製造方法によれば、防水処理としてアルミニウム粉末の表面にシリコン酸化物を形成し、このアルミニウム粉末と、セラミックス材料、たとえば、一般陶磁器材料としての粘土と水とを混合して成形した後、９００℃以上の温度で焼成することにより、セラミックス相から遊離した金属としてシリコンが生成される。この金属シリコンの生成は、以下に説明されるメカニズムによって起こるものと考えられる。
【００６１】
まず、粘土の焼成において次の反応が起こると考えられる。
【００６２】
温度６００℃までの加熱において、たとえば、カオリナイトの脱水反応が起こり、メタカオリナイトが生成される。
【００６３】
Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ  →  Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２ 
その後、温度９５０℃まで加熱されることにより、メタカオリナイトの結晶格子が崩壊し、シリカが遊離する。
【００６４】
Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２  →  Ａｌ−Ｓｉスピネル＋ＳｉＯ２ 
さらに温度９９０℃まで加熱されることにより、ムライトが生成される。
【００６５】
Ａｌ−Ｓｉスピネル＋ＳｉＯ２  →  ３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２＋ＳｉＯ２ 
なお、粘土単味の場合は、約１２００℃まで加熱されることにより、３モルのメタカオリナイトから１モルのムライトと４モルの珪酸が生成される。
【００６６】
３（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）  →  ３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２＋４ＳｉＯ２ 
次に、上記の粘土の焼成における反応において金属のアルミニウム粉末が存在する場合、次の反応が起こるものと考えられる。
【００６７】
メタカオリナイトが金属のアルミニウムによって還元されることにより、金属シリコンが生成される。
【００６８】
３（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）＋８Ａｌ  →  ７Ａｌ２Ｏ３＋６Ｓｉ  
メタカオリナイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）からムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）が生成され、そのとき遊離した珪酸（ＳｉＯ２）が金属アルミニウム（Ａｌ）により還元されることにより、金属シリコン（Ｓｉ）が生成される。
【００６９】
なお、１２００℃の高温では、セラミックス材料としての粘土の混合割合が多く、アルミニウム粉末の混合割合が少ない場合のみ、ムライトの生成が確認されているが、粘土の混合割合が少ない場合には、ムライトの生成が確認されていない。
【００７０】
本発明の発熱体を備えることにより、加熱用構造部材を製造することができる。また、陶磁器、土鍋等の容器の少なくとも一部の表面、たとえば、内表面の一部、外表面の一部、全表面等に、たとえば、本発明の発熱体を層状に形成して付着させることにより、加熱調理用容器を製造することができる。
【００７１】
また、本発明の発熱体を備えることにより、誘電加熱を利用した電子レンジ用容器を製造することができる。この場合、発熱体はマイクロ波を吸収することにより、電子レンジ用容器を高温に加熱するため、電子レンジ内にて本発明の電子レンジ用容器に入れられた食材に焦げ目を付ける程度までに加熱することができ、または、本発明の電子レンジ用容器を介してその食材を間接的に加熱することができる。たとえば、焼き芋を作る場合、本発明の電子レンジ用容器に芋を入れて電子レンジ内にて加熱すると、芋の表面に焦げ目が付き、芋の中心部まで熱が通った美味しい焼き芋を作ることができる。また、本発明の電子レンジ用容器を介してその食材を間接的に加熱することができるので、冷凍食品等、通常、電子レンジ内の加熱だけでは解凍・加熱に時間がかかる食材でも、本発明の電子レンジ用容器に入れることにより、より速く解凍・加熱調理を行うことができる。
【００７２】
この発明の電子レンジ用容器は、容器の部位により、アルミニウム粉末の混合割合を変化させることによって、加熱温度を変化させることが可能である。
【００７３】
この発明の電子レンジ用容器は、陶磁器材料と発熱体とを組み合わせて形成してもよい。この場合、容器の取っ手部分は陶磁器材料で形成して、発熱しないようにすることができる。また、通常の陶磁器と同様に見た目がよいように焼成することができ、自由に成形することができる。
【００７４】
さらに、本発明の発熱体を備えることにより、抵抗加熱用構造部材または抵抗加熱用容器を製造することができる。この場合、発熱体はジュール熱により発熱するのに適した電気抵抗体として形成される。発熱体をタイル状に成形することによって、電流を流すことにより発熱する床暖房タイル、風呂場の床面タイル、融雪瓦、加熱調理用ホットプレート等の抵抗加熱用構造部材を製造することができる。
【００７５】
この発明の抵抗加熱用容器は、陶磁器材料と発熱体とを組み合わせて形成してもよい。この場合、容器の取っ手部分は陶磁器材料で形成して、発熱しないようにすることができる。また、通常の陶磁器と同様に見た目がよいように焼成することができ、自由に成形することができる。
【００７６】
本発明の発熱体を備えることにより、誘導加熱を利用した電磁調理器用容器を製造することができる。この場合、発熱体は電磁波で発熱するため、電磁調理器の上に載置可能な調理容器または誘導加熱用フィルター等を製造することができる。
【００７７】
この発明の電磁調理器用容器は、陶磁器材料と発熱体とを組み合わせて形成してもよい。この場合、電磁調理器用容器の底部を発熱体で構成し、他の部分を陶磁器材料で構成して発熱しないようにすることができる。また、通常の陶磁器と同様に見た目がよいように焼成することができ、自由に成形することができる。
【００７８】
なお、部位によりアルミニウム粉末の混合割合を変化させることによって、本発明の発熱体を用いて誘導加熱用、誘電加熱用および直火用の兼用の加熱容器を製造することもできる。
【実施例】
【００７９】
（実験例１）
表１に示す混合割合（質量比率）で各種金属粉末を、セラミックス材料としての一般陶磁器材料である木節粘土と水とに混合して成形した後、通常の陶磁器の焼成温度である１２００℃で焼成することにより、実施例１と比較例１〜１２の発熱体の各試料を作製した。各試料の焼成前の重量を４０ｇとした。木節粘土の組成（質量比率）は、ＳｉＯ２：４９．８０％、Ａｌ２Ｏ３：３３．４０％、Ｆｅ２Ｏ３：１．３９％、ＴｉＯ：０．９５％、ＣａＯ：０．０６％、ＭｇＯ：０．３６％、Ｋ２Ｏ：０．８３％、Ｎａ２Ｏ：０．０６％、Ｉｇ.ｌｏｓｓ（灼熱減量（燃えてなくなる量））：１２．７０％であった。
【００８０】
防水処理アルミニウム粉末については、下記の条件により作製した。
【００８１】
平均粒径が２８μｍのアルミニウム粉末６００ｇをイソプロピルアルコール１３００ｇに分散させ、温度６５℃まで加熱した。この温度に達した時点で、２．３％のアンモニア水４９０ｇを加え、攪拌を続けた。その溶液に、製品名：正珪酸エチル(多摩化学製)のテトラエトキシシラン７２ｇとイソプロピルアルコール７２ｇの混合溶液をゆっくり滴下した。滴下終了後、濾取してイソプロピルアルコールで十分に洗浄後、温度１５０℃で１２時間乾燥した。
【００８２】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【００８３】
１）加熱前の各試料の温度を接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で測定した。
【００８４】
２）その後、各試料を電子レンジ（シャープ製  品番RE−１５V５  ５００W）内で２０秒間加熱した。
【００８５】
３）加熱された各試料について接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で最高点の温度を測定した。
【００８６】
４）各試料が完全に冷却された状態であることを確認した後、１）〜３）を３回繰り返した。
【００８７】
これにより、各試料の発熱体により誘電加熱が可能か否かを評価した。
【００８８】
以上の測定結果を表１に示す。
【００８９】
表１における「誘電加熱上昇温度」は、上記で測定された加熱後の各試料の最高温度点から加熱前の各試料の温度を引いた温度（上昇温度＝加熱後最高温度点-加熱前温度）を示し、Ｎ数３の平均値である。
【００９０】
【表１】
2006314489.tif 000002
【００９１】
表１に示す結果から、本発明の実施例１の試料は、誘電加熱により高い発熱性能を示すことがわかる。
【００９２】
（実験例２）
実験例１と同様にして、表２に示すように実施例２と比較例１３〜２４の発熱体の各試料を作製した。
【００９３】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【００９４】
１）各試料の両端の表面を少し削った。
【００９５】
２）１）の各試料の両端に主成分がニッケルである導電塗料（マックコーポレーション製ＥＭＣスプレー  品番MAC-115）を塗布した。
【００９６】
３）２）の各試料において導電塗料を塗布した部分に端子を付け、交流電流を流した。
【００９７】
４）各試料が発熱したか否かを確認した。
【００９８】
これにより、各試料の発熱体により抵抗加熱が可能か否かを評価した。
【００９９】
その結果を表２に示す。
【０１００】
【表２】
2006314489.tif 000003
【０１０１】
表２に示す結果から、本発明の実施例２の試料は、ジュール熱によって発熱し、抵抗加熱が可能であることがわかる。
【０１０２】
（実験例３）
実験例１と同様にして、表３に示すように実施例３と比較例２５〜３６の発熱体の各試料を作製した。ただし、各試料は直径１８０ｍｍ、厚み５ｍｍの円板形状に成形した。
【０１０３】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１０４】
１）電磁調理器（三菱製  品番CS-K2  １４００W）と電源の間に電力計をセットした。
【０１０５】
２）電磁調理器に各試料をセットして電源を入れた。
【０１０６】
３）電力計の入力を測定した。
【０１０７】
これにより、各試料の発熱体により誘導加熱が可能か否かを評価した。
【０１０８】
その結果を表３に示す。
【０１０９】
【表３】
2006314489.tif 000004
【０１１０】
表３に示す結果から、本発明の実施例３の試料は、誘導加熱が可能であることがわかる。
【０１１１】
（実験例４）
実験例１と同様にして、表４に示すように実施例４、実施例５と比較例３７、比較例３８の発熱体の各試料を作製した。ただし、各試料は１００ｍｍ×６０ｍｍ、厚み５ｍｍの長方形状に成形した。材料を混合した状態で各試料の成形性を評価した。その結果を表４に示す。
【０１１２】
各試料の成形体を温度１２００℃の酸化性雰囲気で焼成した。
【０１１３】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１１４】
１）加熱前の各試料の温度を接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で測定した。
【０１１５】
２）その後、各試料を電子レンジ（シャープ製  品番RE−１５V５  ５００W）内で２０秒間加熱した。
【０１１６】
３）加熱された各試料について接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で最高点の温度を測定した。
【０１１７】
４）各試料が完全に冷却された状態であることを確認した後、１）〜３）を３回繰り返した。
【０１１８】
これにより、各試料の発熱体により誘電加熱が可能か否かを評価した。
【０１１９】
以上の測定結果を表４に示す。
【０１２０】
表４における「誘電加熱上昇温度」は、上記で測定された加熱後の各試料の最高温度点から加熱前の各試料の温度を引いた温度（上昇温度＝加熱後最高温度点-加熱前温度）を示し、Ｎ数３の平均値である。
【０１２１】
また、各試料の発熱体の見た目も評価した。その結果も表４に示す。
【０１２２】
【表４】
2006314489.tif 000005
【０１２３】
表４に示す結果から、本発明の実施例４、実施例５の試料は、誘電加熱により高い発熱性能を示すとともに、成形性と見た目が通常の陶磁器と同等であることがわかる。
【０１２４】
さらに、実施例４と比較例３７の試料において、金属アルミニウムと他の金属の分析を行った。分析方法としては、質量比１：１の塩酸と硝酸の混合酸を用いて試料を溶解し、ろ過した後、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析にて金属アルミニウムを定量した。また、電子プローブ・マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）およびＸ線回折にて、その他の金属を定性分析した。
【０１２５】
その結果、実施例４の試料においては、金属アルミニウムの含有量が０．９質量％であり、その他の金属の存在が認められた。比較例３７の試料では、金属アルミニウムの含有量が痕跡量（Ｔｒ）程度（＜０．０１質量％）であり、その他の金属の存在は認められなかった。なお、一般の陶磁器では、金属アルミニウムの存在もその他の金属の存在も認められなかった。この結果から、実施例４の発熱体においては、アルミニウムの第１の金属相とアルミニウム以外の金属を含む第２の金属相とがセラミックス相と区別されて存在していることが確認された。
【０１２６】
（実験例５）
実験例１と同様にして、表５に示すように実施例３と比較例３９の発熱体の各試料を作製した。ただし、アルミニウム粉末の混合割合は６５％とした。各試料は直径１８０ｍｍ、厚み５ｍｍの円板形状に成形した。材料を混合した状態で各試料の成形性を評価した。その結果を表５に示す。
【０１２７】
各試料の成形体を温度１２００℃の酸化性雰囲気で焼成した。
【０１２８】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１２９】
１）電磁調理器（三菱製  品番CS-K2  １４００W）と電源の間に電力計をセットした。
【０１３０】
２）電磁調理器に各試料をセットして電源を入れた。
【０１３１】
３）電力計の入力を測定した。
【０１３２】
これにより、各試料の発熱体により誘導加熱が可能か否かを評価した。
【０１３３】
その結果を表５に示す。
【０１３４】
また、各試料の発熱体の見た目も評価した。その結果も表５に示す。
【０１３５】
【表５】
2006314489.tif 000006
【０１３６】
表５に示す結果から、本発明の実施例３の試料は、誘導加熱により高い発熱性能を示すとともに、成形性と見た目が通常の陶磁器と同等であることがわかる。
【０１３７】
（実験例６）
実験例１と同様にして、表６に示すようにアルミニウム粉末の混合割合を同じにし、焼成温度を変えて、実施例６、実施例１と比較例４０、比較例４１の発熱体の各試料を作製した。ただし、各試料は１００ｍｍ×３０ｍｍ、厚み５ｍｍの長方形状に成形した。
【０１３８】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１３９】
１）加熱前の各試料の温度を接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で測定した。
【０１４０】
２）その後、各試料を電子レンジ（シャープ製  品番RE−１５V５  ５００W）内で２０秒間加熱した。
【０１４１】
３）加熱された各試料について接触温度計（本体：日置製  品番3412-50、表面形温度プローブ：日置製  品番9181）で最高点の温度を測定した。
【０１４２】
４）各試料が完全に冷却された状態であることを確認した後、１）〜３）を３回繰り返した。
【０１４３】
これにより、各試料の発熱体により誘電加熱が可能か否かを評価した。
【０１４４】
以上の測定結果を表６に示す。
【０１４５】
表６における「誘電加熱上昇温度」は、上記で測定された加熱後の各試料の最高温度点から加熱前の各試料の温度を引いた温度（上昇温度＝加熱後最高温度点-加熱前温度）を示し、Ｎ数３の平均値である。
【０１４６】
その結果を表６に示す。
【０１４７】
【表６】
2006314489.tif 000007
【０１４８】
表６に示す結果から、９００℃以上の温度で焼成された本発明の実施例６と実施例１の試料は、誘電加熱により高い発熱性能を示すことがわかる。
【０１４９】
（実験例７）
実験例１と同様にして、表７に示すようにアルミニウム粉末の混合割合を同じにし、焼成温度を変えて、実施例７、実施例２と比較例４２、比較例４３の発熱体の各試料を作製した。ただし、各試料は１００ｍｍ×３０ｍｍ、厚み５ｍｍの長方形状に成形した。
【０１５０】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１５１】
１）各試料の両端の表面を少し削った。
【０１５２】
２）１）の各試料の両端に主成分がニッケルである導電塗料（マックコーポレーション製ＥＭＣスプレー  品番MAC-115）を塗布した。
【０１５３】
３）２）の各試料において導電塗料を塗布した部分に端子を付け、交流電流を流した。
【０１５４】
４）各試料が発熱したか否かを確認した。
【０１５５】
これにより、各試料の発熱体により抵抗加熱が可能か否かを評価した。
【０１５６】
その結果を表７に示す。
【０１５７】
【表７】
2006314489.tif 000008
【０１５８】
表７に示す結果から、９００℃以上の温度で焼成された本発明の実施例７と実施例２の試料は、ジュール熱によって発熱し、抵抗加熱が可能であることがわかる。
【０１５９】
（実験例８）
実験例１と同様にして、表８に示すようにアルミニウム粉末の混合割合を同じにし、焼成温度を変えて、実施例８、実施例３と比較例４４、比較例４５の発熱体の各試料を作製した。ただし、各試料は１００ｍｍ×３０ｍｍ、厚み５ｍｍの長方形状に成形した。
【０１６０】
得られた発熱体の各試料を以下の手順で測定した。
【０１６１】
１）電磁調理器（三菱製  品番CS-K2  １４００W）と電源の間に電力計をセットした。
【０１６２】
２）電磁調理器に各試料をセットして電源を入れた。
【０１６３】
３）電力計の入力を測定した。
【０１６４】
これにより、各試料の発熱体により誘導加熱が可能か否かを評価した。
【０１６５】
その結果を表８に示す。
【０１６６】
【表８】
2006314489.tif 000009
【０１６７】
表８に示す結果から、９００℃以上の温度で焼成された本発明の実施例８と実施例３の試料は、誘導加熱が可能であることがわかる。
【０１６８】
以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。