(57)【要約】【目的】被加熱材の加熱要処理時間を短縮できるマイクロ波加熱用容器を提供する。【構成】金属組織が強磁性のα相である鋼板から作製されたマイクロ波加熱用容器である。無垢の鋼板の他、マイクロ波吸収発熱顔料を添加した塗膜や熱吸収性の高い黒色塗膜を設けた塗装鋼板も容器素材に使用できる。なかでも、固有抵抗：５０μΩ・ｃｍ以上のフェライト系ステンレス鋼板が好適である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属組織が強磁性のα相である鋼板を素材とすることを特徴とするマイクロ波加熱用容器。
【請求項２】
金属組織が強磁性のα相であり、固有抵抗が５０μΩ・ｃｍ以上のフェライト系ステンレス鋼板を素材とすることを特徴とするマイクロ波加熱用容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、投入電気エネルギーを被加熱材の昇温に効率よく消費できるマイクロ波加熱用容器に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】
電子レンジを用いた調理では、受け皿に入れた食材をマイクロ波照射で加熱している。投入電気エネルギーを食材の加熱効率を高めるため、電子レンジのハウジング用にマイクロ波吸収能の低い材料の開発が進められているが、食材容器には耐熱性の観点からアルミニウム，陶磁器等が使用されている。
投入電気エネルギーの有効消費効率を高めるため、食材容器に達するマイクロ波を遮る位置に配置した遮熱材（特開平９−８４５３０号公報）が提案されているが、食材容器自体に関する材質的な研究はそれほど進んでいない。
【０００３】
遮熱材の配置によって食材容器に達するマイクロ波は確かに減少するものの、遮熱材で反射したマイクロ波が電子レンジの側壁内面に達し、電子レンジのハウジングを昇温させることになりかねない。また、低温に維持されている食材容器に食材からの熱伝達が避けられず、必要とする調理温度に食材を加熱するのに時間がかかる。
被加熱材の昇温に時間がかかることは、電子レンジの受け皿，トレー（角皿）等に収容した食材の調理に限ったものではなく、金属炭化物や金属酸化物の合成，半導体工業分野における熱処理，食品，薬品，農作物，プラスチックの加熱，乾燥，減菌等でも同様である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のマイクロ波加熱用容器に関する発想を逆転し、マイクロ波照射時に昇温しやすい材料で容器を作製することにより、食材を始めとする被加熱材を短時間で所定温度に加熱できるマイクロ波加熱用容器を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のマイクロ波加熱用容器は、金属組織が強磁性のα相である鋼板から作製されている。素材の鋼板としては、無垢の鋼板の他にマイクロ波吸収発熱顔料を添加した塗膜や熱吸収率の高い黒色塗膜を設けた塗装鋼板も使用できる。なかでも、固有抵抗：５０μΩ・ｃｍ以上のフェライト系ステンレス鋼板が好適である。
【０００６】
【作用及び実施の形態】
マイクロ波は、被加熱材に含まれている水分の振動に最適な周波数をもつ電磁波である。被加熱材にマイクロ波が照射されると、水分子がマイクロ波の周期に合わせて振動し、水分子の運動エネルギーが摩擦熱として周囲に伝えられ被加熱材を加熱する。この加熱メカニズムを前提にすると、マイクロ波を反射させる金属製の容器やマイクロ波を透過させるセラミックス製容器では、摩擦熱発生源である水分子を含まないことからマイクロ波照射時に昇温しないことになる。
【０００７】
しかし、実際にはマイクロ波照射された容器は加熱されており、たとえばコップに入れた牛乳を電子レンジで温めると、手で持てない程度にコップが高温になることが多い。容器の昇温は、被加熱材からの熱伝達，吸収熱，マイクロ波照射時に生じる渦電流に起因したジュール発熱等が原因であると推測される。そこで、本発明者等は、容器の材質を種々変更してマイクロ波照射し、容器材質の昇温特性を調査した。その結果、強磁性体から作られた容器の昇温が早く、なかでも固有抵抗の大きなフェライト系ステンレス鋼で作製された容器では極短時間に高温に達することが判った。
【０００８】
強磁性体が大きな昇温速度を示すことは、マイクロ波照射で発生する磁場のエネルギー損失，渦電流によるジュール発熱等が原因と考えられる。磁壁の振動が摩擦熱となることも一因であろう。ジュール発熱で容器が加熱されると仮定すると、ジュール発熱＝（電流）２×抵抗の関係から固有抵抗の大きな材質ほど昇温速度が大きくなり、後述の実施例に掲げた実験結果に整合している。
【０００９】
このように、マイクロ波照射されても低温状態を保つことを狙った従来の容器に代え、マイクロ波照射時に大きな発熱が期待できる材料で容器を作製するとき、容器から被加熱材への熱伝達が促進され、加熱時間が大幅に短縮される。容器底面に接する被加熱材に容器側から熱伝達するため、液状の被加熱材にあっては短時間のうちに沸騰が始まり、被加熱材の温度ムラも小さくなる。
【００１０】
容器材料には、強磁性体，なかでも固有抵抗の大きな強磁性体が使用される。強磁性体として各種金属材料が知られているが、入手容易性，材料コスト，加工性等の面から普通鋼，低合金鋼，フェライト系ステンレス鋼等が使用される。鋼製容器で懸念されるスパークの発生は、マイクロ波加熱容器の縁部に絶縁材を取り付け、或いはシャープな角部が露出しないように縁部全周をカール状に加工することにより防止される。
【００１１】
フェライト系ステンレス鋼は、固有抵抗が５０μΩ・ｃｍと大きく、耐食性にも優れていることから好適な容器材料である。具体的には、ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４０５，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４２９，ＳＵＳ４３４，ＳＵＳ４３６，ＳＵＳ４４４，ＳＵＳ４４５，ＳＵＳ４４７等がある。
普通鋼，低合金鋼も固有抵抗が９〜２０μΩ・ｃｍと小さいものの、金属組織がα相である限り、マイクロ波照射時に効果的に昇温する材料である。具体的には、ＳＰＣＣ，ＳＰＣＣＴ，ＳＰＣＤ，ＳＰＣＥ，ＳＰＣＥＮ，ＳＰＰ等がある。
【００１２】
普通鋼，低合金鋼，フェライト系ステンレス鋼等の鋼板をプレス等で所定形状に成形した後、適宜の加工を施してマイクロ波加熱用容器として使用する。無垢の鋼板を容器材料に使用することも可能であるが、電子レンジ等としての商品形態を考慮すると塗膜を形成しても良い。塗膜は、容器材料の昇温特性に影響を与えることなくマイクロ波を透過する。更には、マイクロ波吸収発熱顔料を添加した塗膜，熱吸収率の高い黒色塗膜，耐熱非粘着性のフッ素塗膜等を形成しても良い。亜鉛めっき，アルミニウムめっき等のめっき層は、マイクロ波を反射して容器を昇温し難くするので好ましくない。
【００１３】
【実施例】
何れも板厚０．４５ｍｍのＳＰＣＣ（冷延鋼板），片面当りめっき付着量３５／ｍ２の溶融Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板，ＳＵＳ４３０フェライト系ステンレス鋼板，ＳＵＳ３０４オーステナイト系ステンレス鋼板を素材に用い、内径３４０ｍｍ，深さ３０ｍｍの丸皿にプレス成形した。使用した各素材の磁性，固有抵抗等を表１に示す。
【００１４】
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【００１５】
内容積３６５ｍｍ×３６５ｍｍ×２３０ｍｍの電子レンジ１に丸皿３をセットし、６００Ｗ，２４５０ＭＨｚのマイクロ波で加熱した（図１）。マイクロ波照射中に丸皿３の温度変化を調査するため、丸皿３にヒートラベル（サイレックステクノロジー株式会社製）を圧着し、ヒートラベルが規定温度に達し真っ黒く変色した時間を記録した。
調査結果を、従来のセラミック皿と比較して図２に示す。図２から明らかなように、ＳＵＳ４３０フェライト系ステンレス鋼製では３分程度，冷延鋼板（ＳＰＣＣ）製では６分程度の短時間で１００℃を超える高温に達し、従来のセラミック皿よりも短時間で高温加熱されることが判った。優れた昇温特性は、膜厚１２μｍの耐熱非粘着性フッ素塗膜を設けた丸皿３であっても実質的に変化しなかった。
【００１６】
他方、ＳＵＳ３０４オーステナイト系ステンレス鋼製の丸皿３は、セラミック皿よりも昇温し難く、１００℃に達するまで１０分の通電時間を要した。昇温速度が小さなことは、ＳＵＳ３０４オーステナイト系ステンレス鋼が非磁性であり磁場中での発熱が生じないことを意味している。同じ冷延鋼板（ＳＰＣＣ）であっても、めっき鋼板を容器材料にすると昇温特性が劣っており、マイクロ波がめっき層表面で反射し丸皿３自体の加熱に働いていないことが窺われる。
【００１７】
丸皿３の急速加熱は、食材２の加熱にも有効であり、調理された食材２の温度ムラも少なくなる。
たとえば、液状食材を丸皿３に入れた液状食材をマイクロ波加熱すると、液状食材の沸騰開始までの時間がＳＵＳ４３０フェライト系ステンレス鋼製では６０秒程度，冷延鋼板（ＳＰＣＣ）製では８０秒程度であったのに対し、セラミック製では１２０秒程度を要した。短時間の内に沸騰が開始することは、丸皿３から食材２への熱伝達が促進され、食材２／丸皿３の界面で気泡が盛んに発生したことによるものと考えられる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、マイクロ波照射したときに加熱しやすい材料で作られた容器に被加熱材を入れてマイクロ波加熱すると、被加熱材内部のマイクロ波加熱に加え、容器からの熱伝達によって被加熱材が加熱される。その結果、通電時間が短縮され、被加熱材も温度ムラなく均一加熱される。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子レンジ内部の概略図
【図２】容器材料ごとに異なる昇温特性を示すグラフ
【符号の説明】
１：電子レンジ    ２：食材（被加熱材）    ３：丸皿    ４：熱電対
【図１】
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【図２】
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