(57)【要約】【課題】電子レンジによる加熱に供した際にマイクロ波によるスパークが生じることが無く、安価な電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料を提供する。【解決手段】本発明の電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料は、電子レンジによる食品等の加熱に用いられる容器用のアルミニウム材料であって、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材表面に空孔率５％以下の陽極酸化皮膜が形成され、前記陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とされ、漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２以下とされたことを特徴としている。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子レンジによる食品等の加熱に用いられる加熱容器用のアルミニウム材料であって、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材表面に空孔率５％以下の陽極酸化皮膜が形成され、前記陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とされ、漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２以下とされたことを特徴とする電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料。
【請求項２】
前記陽極酸化皮膜の膜厚が、８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされ、前記漏洩電流値が０．２０Ａ／ｄｍ２以下とされたことを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアルミニウム材料を成形加工してなることを特徴とする電子レンジ加熱容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料及び電子レンジ加熱容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子レンジにより食品を加熱する場合、樹脂容器や陶器を加熱容器として用いるのが一般的であり、冷凍食品用の容器として多く使用されているアルミニウム箔容器等の金属容器は、マイクロ波の照射により容器表面でスパークが生じるため電子レンジでの加熱には使用することができなかった。
そこで、このような金属製の容器を電子レンジで使用できるようにするために下記の特許文献１及び特許文献２には、それぞれ樹脂製、紙製の外装容器内に金属容器を収容し、この外装容器の底面と金属製容器の底面との間に間隙を設けた構成が開示されている。また、特許文献３には、金属容器の表面に樹脂塗装を施したものが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１９１７７９号公報
【特許文献２】
特開昭６４−０３７３６８号公報
【特許文献３】
特開平５−２６２３７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に挙げた文献に記載のものは、電子レンジ加熱に際してのスパークの発生は防止することができるものの、異材質の外装容器や樹脂塗装が必要であるためコストの増加を避けられず、またいずれのものでも外装容器や塗膜における局所的な過熱により樹脂や紙が炭化し異臭を発生するおそれがあった。さらに、このような炭化部位の樹脂変成物質が食品に混入することは衛生上好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電子レンジによる加熱に供した際にマイクロ波によるスパークが生じることが無く、安価であり、好ましくは冷凍食品容器にも適用できる電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料を提供することを目的とする。
また本発明は、上記アルミニウム材料からなる電子レンジ加熱容器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料は、電子レンジによる食品等の加熱に用いられる容器用のアルミニウム材料であって、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材表面に空孔率５％以下の陽極酸化皮膜が形成され、前記陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とされ、漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２以下とされたことを特徴としている。
【０００７】
また本発明の電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料においては、前記陽極酸化皮膜の膜厚が８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とされ、前記漏洩電流値が０．２０Ａ／ｄｍ２以下とされることが好ましい。
【０００８】
次に、本発明の電子レンジ加熱容器は、先に記載の本発明のアルミニウム材料を成形加工してなることを特徴としている。
【０００９】
本発明者は、アルミニウム材料を成形した容器表面に陽極酸化皮膜を形成することにより放電を防ぐ方法について検討を行い、適切に特性を制御された陽極酸化皮膜によれば、電子レンジのマイクロ波による放電を防止できることを知見した。以下にその詳細を述べる。
【００１０】
通常用いられている陽極酸化皮膜は、孔と呼ばれる微細な空隙を前面に形成して多孔質化するものであるが、このような孔の形成は被膜の絶縁性を低下させ、電子レンジでの加熱においては放電を生じ易くすることとなる。そこで、本発明者がこの孔の形成状態に着目し実験したところ、陽極酸化皮膜の空孔率が５％以下とされた無孔質陽極酸化皮膜において放電が抑制されることが判明した。また、さらに本発明者が検討を重ねたところ、電子レンジ加熱による放電を効果的に抑制するためには、上記無孔質陽極酸化皮膜の膜厚、及びその漏洩電流を適切に制御することが重要であり、具体的には、上記基材上に形成された無孔質陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ〜６００ｎｍとされ、後述する条件における漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２以下とされたアルミニウム材料により、マイクロ波照射による放電を効果的に防止できることが判明した。
【００１１】
上記陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ未満では、陽極酸化皮膜の絶縁性が不足するために放電を生じ、６００ｎｍを越えると、容器に成形加工した際に皮膜にクラックが生じて絶縁性が低下し、放電を防止することができない。上記膜厚は８０ｎｍ〜３００ｎｍとすることがより好ましい。
また、漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２を越えると放電が著しく生じやすくなる。逆に、漏洩電流値が０．２０Ａ／ｄｍ２以下であれば、放電は全く生じない。
尚、上記膜厚及び漏洩電流値の範囲が適切であることは後述の実施例において検証している。
【００１２】
上記漏洩電流値は、本明細書においては、上記陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材料を所定の大きさに切断したものと、白金板とを、３０℃に加熱した３％硼酸溶液中に浸漬した状態で、上記アルミニウム材料を陽極とし白金板を陰極として直流電源により両極に２０Ｖの電圧を印加し、電圧印加直後に流れる単位面積当たりの電流値である。
【００１３】
陽極酸化皮膜は本来絶縁性の高いアルミニウム酸化物で構成されており、上記したように空孔率を調整して無孔質の陽極酸化皮膜を形成するとその絶縁性を大きく向上させることができる。しかしながら、アルミニウム基材中には、Ｓｉ系やＦｅ系などの不純物に起因する微小な金属間化合物が存在しており、このような金属間化合物の存在部位では陽極酸化皮膜が形成されないために、陽極酸化皮膜に僅かながら欠陥を生じさせる。このような欠陥が多い皮膜を有する材料では、皮膜自体の絶縁が破壊されなくとも欠陥を介して電流が流れるため、上記漏洩電流値が大きくなる。逆に欠陥の少ない皮膜を有する材料では上記漏洩電流値は小さくなる。すなわち、漏洩電流値により陽極酸化皮膜の欠陥の状態が正確に反映される。
【００１４】
皮膜の絶縁性を測定評価する方法としては、試料に端子を接触させて抵抗器で測定する方法や、直径１インチの銀電極を９０ｋｇｆの加重で押し当てて抵抗値を測定する方法が知られているが、これらの方法では皮膜全体の抵抗を評価することはできるものの、本発明に係るアルミニウム材料が用いられる電子レンジ加熱用途では、皮膜の微小な欠陥により放電が生じるため、陽極酸化皮膜における微小欠陥の形成状態を正確に把握する必要があり、微小欠陥の形成状態を正確に把握することができる指標として上記漏洩電流値は好適であり、この漏洩電流値に基づいて陽極酸化皮膜の性状が制御された本発明のアルミニウム材料によれば、電子レンジ加熱による放電が極めて生じ難い電子レンジ加熱容器を安定して製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
（電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料）
本発明に係る電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料の基本構成は、アルミニウム基材又はアルミニウム合金基材の表面に無孔質陽極酸化皮膜が形成されたものである。上記アルミニウム基材又はアルミニウム合金基材としては、特に制限はなく、アルミニウム箔の基材として好んで用いられている１０８５、１０５０、１１００等のＪＩＳ１０００系材料や、３００４等のＪＩＳ３０００系材料を用いてよい。また基材厚さも３０μｍ〜２００μｍ程度で適宜選択すれば良く、場合によってはそれ以上の厚さを有するものであっても良い。
【００１７】
また、上記の基材上に無孔質陽極酸化皮膜を形成するにあたっては、前記基材の表面に前処理を行うことが好ましい。この前処理としては、特に限定されず、要は素材の表面に付着した油脂分を除去し、素材表面の不均質な酸化物皮膜が除去できるものであればよい。例えば、弱アルカリ性の界面活性剤の水溶液による脱脂処理のみであってもよく、更に水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングをしたのち、硝酸水溶液中でデスマット処理を行う方法や脱脂処理後に酸洗浄を行う方法などが適宜選択して用いられる。
【００１８】
前記基材上に無孔質陽極酸化皮膜を形成するには、必要に応じて上記前処理を施された基材を、電解浴に浸漬した状態で電解する。電解浴としては、生成する陽極酸化皮膜を溶解しにくく、かつ無孔質の陽極酸化皮膜を生成する電解質である珪酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、アジピン酸塩、酒石酸塩、マロン酸塩、硫酸、リン酸、シュウ酸、クロム酸などの群から選ばれる１種または２種以上を溶解した水溶液が用いられる。これらの電解質のなかでも珪酸塩、ホウ酸、リン酸塩が酸化皮膜の性状、コストなどの点で好ましい。
【００１９】
電解浴中の電解質濃度は１ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌ程度の範囲とされ、電解浴の浴温は２０〜７０℃の範囲で十分である。この電解浴中で、上記アルミニウム基材は、陽極となるように電源に接続されて電解される。陰極には不溶性の導電材料が用いられる。電解電流は、好適には直流電流が用いられ、電圧は１０〜６００Ｖ程度の範囲、電流密度は１〜５Ａ／ｄｍ２程度の範囲で調整され、上記電流及び電圧、並びに電解時間により形成する陽極酸化皮膜の膜厚が５０〜６００ｎｍの範囲に調整される。
【００２０】
（電子レンジ加熱容器）
図１は、本発明に係る電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料を成形して作製できる電子レンジ加熱容器の斜視構成図であり、図１に示す電子レンジ加熱容器１０は、比較的底浅の底壁１１とその周縁から立ち上がる周壁１２と、周壁１２の上端部から外周側へ延出されたフランジ部１３とから概略構成されており、周壁１２にはその立設方向に多数のしわ１４が形成されている。係るアルミ箔成形容器は、底壁１１形成後に絞り加工してしわ１４を付与しながら周壁１２を形成し、その後フランジ部１３を形成し、その外周を縁巻き加工することで作製することができる。また、本発明に係る加熱容器は、上記しわ１４が付与されていないものであってもよい。
【００２１】
図１に示す電子レンジ加熱容器１０は、電子レンジ加熱に供した場合にマイクロ波の反射によるスパークが生じることがなく、食品の加熱に好適に使用することができる。また係る容器は、上記アルミニウム材料を成形加工するのみで得られ、その表面に樹脂塗装を施したり、異材質の外装容器を設ける必要がないため、従来の電子レンジ用金属容器に比して製造コストを低減することができる。
【００２２】
また、本発明に係る電子レンジ用金属容器１０は、図１に示すようにその周壁１２やフランジ部１３にしわ１４が付与されている。従来の金属容器では、しわが付与されていると著しくスパークが生じやすくなるため、しわ付きの金属容器を実現することは困難であるとされてきたが、本発明に係る電子レンジ用金属容器１０では、周壁等にしわを付与してもスパークが生じることが無く、またしわの付与により強度を向上させることができるため、食品の保存／調理に際して極めて使い勝手のよいものとされている。
【００２３】
さらには、電子レンジ加熱の際に容器が局所的に過熱されたとしても、容器表面の陽極酸化皮膜が焦げることはないので、樹脂の炭化による衛生上の問題点も本発明の電子レンジ加熱容器では生じないという利点を有している。
【００２４】
またさらに、本実施形態に係る加熱容器１０の表面に形成された陽極酸化皮膜は、極めて緻密で微小な欠陥も少ないものであるので、容器内部に収容された食品による基材の腐食を防止するという機能も有しており、冷凍食品等の長期保存にも好適なものとされ、このような用途に用いた場合には、冷凍保存された食品を電子レンジにより直接加熱して解凍、調理することができる。
【００２５】
【実施例】
本例では、種々の条件でアルミニウム箔基材の表面に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム箔試料を作製し、それぞれのについて、膜厚、空孔率、漏洩電流の測定、及び電子レンジ加熱した際の放電の有無を評価した。
【００２６】
（試料の作製）
まず、８０μｍ厚のＡ３００４のＯ材箔基材を用意し、５０℃の１０％ＮａＯＨで１０秒間エッチングした後、１０秒間水洗し、次いで、２５℃の１０％硝酸で１０秒間の中和処理を行い、１０秒間水洗した。上記いずれの処理もスプレー処理により行った。
【００２７】
次に、表１に示す構成の各種電解液を用意し、上記の処理が終了した箔基材を陽極とし、炭素板を陰極として１Ａ／ｄｍ２の電流密度で電解処理を行い、箔基材の表面に陽極酸化皮膜を形成した。そして、電解処理後の箔基材を１０秒間水洗した後、１２０℃で２０秒間乾燥させ、各試料を得た。この得られた試料について、下記に示す方法により膜厚、空孔率、漏洩電流の各測定を行った。この測定結果は表１に併記している。
【００２８】
次に、得られたアルミニウム箔を、（ブランキング、ドローイング、ワイプダウン、カーリング）の成形工程に供することで、１８０ｍｍ角で５０ｍｍ深さの箔容器を作製した。この箔容器について、下記に示す方法により電子レンジ加熱による放電の有無を調査した。この評価結果も表１に併記している。
【００２９】
＜空孔率＞
基材表面に形成された陽極酸化皮膜の表面の任意の２０箇所を５０，０００倍の電子顕微鏡観察し、観察された孔の面積率を測定することで空孔率を導出した。但し、基材表面の金属間化合物等により皮膜形成が不均一化している箇所については、空孔率の導出が困難であるため除外した。
【００３０】
＜膜厚＞
陽極酸化皮膜の断面をダイヤモンド刃を備えたスーパーミクロトームで切断した後、断面を透過電子顕微鏡観察して膜厚を測定した。また、膜厚測定としては、光電子分光分析（ＥＳＣＡ）、オージェ電子分析（ＡＥＳ）、グロー放電質量分析（ＧＤ−ＭＳ）等の装置を用いて、皮膜をＡｒ等のイオンでエッチングし、皮膜がエッチング除去されるまでに要した時間とエッチングレートから換算して膜厚を求める方法も適用できる。
【００３１】
＜漏洩電流＞
作製したアルミニウム箔から測定試料を切り出し、測定試料の５０ｍｍ×５０ｍｍの平面領域を残して端面までゴム系マスキング材で絶縁被覆した。この測定試料と、白金板とを３０℃の３％硼酸溶液に浸漬し、測定試料を陽極、白金板を対極として２０Ｖの直流電圧を印加し、印加直後の単位面積当たりの電流を測定した。
【００３２】
＜放電の有無＞
作製した各箔容器の２／３の高さまで水を注ぎ、１５００Ｗの電子レンジで１２０秒間加熱し、放電の有無を目視観察した。加熱終了まで全く放電が観察されなかったものを◎、ほんの僅かな放電が一瞬観察されたが、実用に支障ない程度であったものを○、明らかな放電が複数回観察されたものを×として評価した。
【００３３】
（評価）
表１に示すように、本発明の要件である陽極酸化皮膜の空孔率が５％以下であり、皮膜の膜厚が５０〜６００ｎｍの範囲であり、漏洩電流が０．３０Ａ／ｄｍ２以下である実施例１〜７のアルミニウム箔により作製された箔容器では電子レンジ加熱による放電評価において、電子レンジ加熱容器として充分な性能を有することが確認された。特に、陽極酸化皮膜の膜厚が８０〜３００ｎｍであり、漏洩電流が０．２０Ａ／ｄｍ２以下である実施例２〜４の箔容器では放電が全く観察されず、優れた電子レンジ加熱容器であることが確認された。
【００３４】
これに対して、比較例の箔容器では、明らかな放電が確認されており、この結果から陽極酸化皮膜の膜厚、空孔率、漏洩電流値の全てにおいて適切に制御することが必要であることが示唆される。
【００３５】
【表１】
2004131763.tif 000002
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材表面に空孔率５％以下の陽極酸化皮膜が形成され、前記陽極酸化皮膜の膜厚が５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とされ、漏洩電流値が０．３０Ａ／ｄｍ２以下である本発明の電子レンジ加熱容器用アルミニウム材料によれば、電子レンジのマイクロ波照射による放電を防止することができ、電子レンジによる加熱に供することができる食品容器を構成することができる。
【００３７】
また本発明によれば、上記アルミニウム材料を成形加工して作製された容器により、電子レンジ加熱時にスパークが生じることがなく、また、樹脂塗装や外装容器に収納する必要がないため安価に製造することができる電子レンジ加熱容器を提供することができる。また、周壁等にしわを付与して強度を向上させた場合にもスパークが生じることがないので、食品容器として極めて使い勝手のよいものとなっている。
さらに、係る電子レンジ加熱容器は、局所的に過熱された場合でも容器に焦げが生じることがなく、樹脂等の炭化で生じた変性物質による衛生上の問題が生じないという利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る電子レンジ加熱容器の一実施の形態であるしわ付き容器の斜視構成図である。
【符号の説明】
１０　しわ付き容器（電子レンジ加熱容器）
１１　底壁
１２　周壁
１３　フランジ部
１４　しわ
【図１】
2004131763.tif 000003