(57)【要約】【課題】天然由来の熔岩炭と同様の視覚的演出効果を奏しながら、耐熱衝撃性、耐熱性、耐久性及び遠赤外線輻射性に優れると共に、製造工程で生じる端材や破砕屑の再利用が可能な酸化鉄含有セラミックス炭を提供すること。【解決手段】コージェライトと、酸化鉄と、造孔剤とを配合してなる混練物を焼成して、天然熔岩と同様の色合いに着色するとともに多孔質に形成する。【選択図】  図１
2004210571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コージェライトと、酸化鉄と、造孔剤とを配合して焼成され、多孔質に形成されることを特徴とする酸化鉄含有セラミックス炭。
【請求項２】
造孔剤は、可燃性材料であることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄含有セラミックス炭。
【請求項３】
酸化鉄含有セラミックス炭は、焼成物を破砕することによって成形されることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化鉄含有セラミックス炭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼き物や煮物等の加熱調理を行う各種加熱調理器具に用いられる加熱輻射体であって、コージェライトを主材として酸化鉄と造孔剤とを配合して焼成され、多孔質構造を有する酸化鉄含有セラミックス炭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、肉類や魚介類を焼いたりする焼物調理や、鍋物等の煮物調理をする際に用いられる加熱調理器具には、バーナー等の熱源によって加熱されて輻射熱を放射する加熱輻射体が用いられている。この加熱輻射体には、木炭以外に、天然の溶岩石を洗浄、乾燥、焼成し、大きさや形状を整えて形成した溶岩炭（特許文献１参照）や、セラミックス材料を所定の形状に成形したセラミックス炭（特許文献２参照）といった疑似炭が用いられている。
【０００３】
このうち、溶岩炭は、天然素材特有の形状に加えて、加熱状態にあるときには他の疑似炭にはない独特の赤熱感を発するため視覚的な演出効果に優れており、調理をする際に本格的な雰囲気を楽しめることから人気がある。
【０００４】
しかしながら、溶岩炭は、天然物であるが故に組成や形状、組織にばらつきがあって材質的に不安定であることから、耐熱温度が低く、熱膨張が大きいために熱衝撃に弱いという欠点を有していた。このため、溶岩炭は８００℃以上の高温状態では表面が崩壊して変形したり、急激に加熱したときにはクラックや割れが生じることがあった。また、溶岩炭は、加熱使用を重ねるに伴って、消耗によって目減りして小径化し、耐久性に欠けるために使用寿命が短いという問題があった。このため、特に業務店で使用される場合には、新しい溶岩炭を継ぎ足して使用する必要があった。さらに、溶岩炭は、溶岩石を破砕した後に篩いにかけることでサイズ調整を行うため、廃材が生じて歩留まりが悪く、生じた廃材は再利用されずに廃棄されていた。
【０００５】
一方、セラミックス炭は、均一な材質で人工的に作製でき、耐久性が高く累積の加熱時間に伴う消耗が少ないので、半永久的な使用が可能である点で溶岩炭よりも優れるが、溶岩炭が有する独特の赤熱感が得られないことから視覚的演出効果に劣り、また、高価であるという欠点を有していた。
【０００６】
【特許文献１】登録実用新案第３０３４３８６号公報
【特許文献２】特許第２５４４８５２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解決すべくなされたものであり、溶岩炭と同様の視覚的演出効果を奏しながら、耐熱衝撃性、耐熱性、耐久性及び遠赤外線輻射性に優れると共に、製造工程で生じる端材や破砕屑の再利用が可能な酸化鉄含有セラミックス炭を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明が採った手段は、コージェライトと、酸化鉄と、造孔剤とを配合して焼成され、多孔質に形成されることを特徴とする酸化鉄含有セラミックス炭である。
【０００９】
この酸化鉄含有セラミックス炭は、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）を主材に用いることで均一な組成、構造に形成して熱膨張を少なくし、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を配合することで天然溶岩に極めて良く似た色合いに形成するとともにコージェライトの遠赤外線輻射特性を改善し、造孔剤を配合することによって多孔質構造を形成し耐熱衝撃性を高めたものである。これによって、人工的に作製されるものでありながら天然の溶岩炭と遜色ない外観と視覚的演出効果が得られ、耐熱衝撃性、耐熱性が高く、かつ耐久性に優れるので長期間にわたって使用できるとともに、優れた遠赤外線輻射効果を奏することができる。また、比較的安価で入手が容易な材料から作製することができるので、従来、入手が不安定で洗浄・乾燥等の製造コストが掛かる溶岩炭や、高価な材質・成形加工・高加熱焼成等の製造コストが掛かるセラミックス炭よりも低価格で提供することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明が採った手段は、造孔剤は、可燃性材料であることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄含有セラミックス炭である。
造孔剤に可燃性材料を使用すると、可燃性材料が焼成温度に達する前の昇温過程において燃焼して消失し、造孔剤の形跡が気孔としてセラミックス中に残留することとなり、これにより多孔質構造を形成することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明が採った手段は、酸化鉄含有セラミックス炭は、焼成物を破砕することによって成形されることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化鉄含有セラミックス炭である。
焼成物を破砕処理して成形することによって、人工造形感のない天然の溶岩により近い外観に成形することができるので、視覚的演出効果をより向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、コージェライトに酸化鉄を添加してなる酸化鉄含有セラミックス炭である。
コージェライトは、天然のものと人工的に合成されたもののどちらも用いることが可能であるが、品質が一定で不純物含有量の少ない人工的に合成されたものを用いることが好ましい。不純物が多いものは、不純物が少ないものに比べて熱膨張が起こりやすく、耐久性に悪影響を及ぼすからである。
【００１３】
酸化鉄は、元来白色を呈するコージェライトを、天然由来の溶岩炭に似た茶褐色に着色するとともに、コージェライトの遠赤外線輻射特性を改善するものである。酸化鉄の添加量が多いほど遠赤外線放射特性は向上する傾向にあることから、酸化鉄の添加量は特に限定されるものではなく、着色の濃淡の度合いや、遠赤外線輻射量に応じて設定すればよい。
【００１４】
また、本発明に係る酸化鉄含有セラミックス炭には、造孔剤が配合される。造孔剤は、酸化鉄含有セラミックス炭を多孔質に形成するためのものである。多孔質に形成することで、遠赤外線輻射効果及び耐熱衝撃性を向上させることができる。造孔剤としては、可燃性材料を用いることができる。可燃性材料としては、グラファイト粉末、カーボン粉末、ポリウレタン、オガコ、籾殻、澱粉粉、小麦粉、木の実や果実の種子等の破砕物を用いることができる。このうち、木の実や果実の種子等の破砕物は、酸化鉄含有セラミックス炭の表面及び内部に、比較的大径で不均一な形状の気孔を形成して、目が粗く角張ったより天然物に近い外観に形成することができるので、特に好ましい。これらの可燃性材料は、単独若しくは複数組み合わせて用いることができ、造孔剤の種類又は組み合わせによって気孔の大きさや形状を調節することができる。また、造孔剤には発泡剤を用いることもできる。造孔剤の添加量を増減することで、気孔率を調節することができる。すなわち、造孔剤を高濃度で添加すれば気孔率の高い酸化鉄含有セラミックス炭とすることができ、逆に、低濃度で添加すればの気孔率の低い酸化鉄含有セラミックス炭とすることができる。従って、造孔剤の添加量は特に限定されるものではなく、気孔の大きさや形状及び気孔率に応じて設定すればよい。
【００１５】
また、本発明に係る酸化鉄含有セラミックス炭には、より低熱膨張化をもたらすスポジューメン（ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）を添加してもよい。これにより、加熱時における熱膨張をより低減させることができる。
【００１６】
本発明に係る酸化鉄含有セラミックス炭は、上記のコージェライト、酸化鉄、造孔剤等各種材料を混練した後、焼成することによって作製することができる。焼成温度は、１３００℃〜１４５０℃とすることが好ましい。また、形状は、特に限定されるものではなく、例えば、六角柱形状、ブロック形状、筒形状、平板形状、炭団形状、木炭形状等に成形してもよいし、焼成物を破砕し分級して、天然溶岩形状に成形することもできる。
【００１７】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
（実施例）
図１には、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭１００が示されており、表１には、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭１００の配合成分が示されている。本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭は、表１に示す各種成分をモルタルミキサーにて混練した後、混練物を１３２０℃にて焼成し、得られた焼成物を破砕処理して溶岩形状に加工したものである。この酸化鉄含有セラミックス炭１００は、天然溶岩に極めて良く似た茶褐色に着色されているとともに、多数の気孔１０１を有して多孔質に形成されている。
【００１８】
【表１】
2004210571.tif 000003
【００１９】
上記実施例について、熱輻射測定装置を用いて赤外線放射率、赤外線放射輝度、積分赤外線放射率及び積分赤外線放射輝度を測定した。ここでは、比較例１として天然の溶岩石からなる溶岩炭を用い、比較例２としてコージェライト単体焼成物を用いた。
【００２０】
図２には、実施例及び比較例１、２の赤外線放射率を表すグラフが示されている。図２において、横軸は赤外線の波数（ｃｍ−１）、縦軸は赤外線放射率（％）を表す。まず、実施例と比較例１との赤外線放射率を比較すると、実施例は比較例１よりも測定波長である５００〜５０００ｃｍ−１の域にわたって比較例１を上回っており、特に２５００〜５０００ｃｍ−１の長波長域で高い赤外線放射率を示している。
【００２１】
一方、実施例と比較例２との赤外線放射率を比較すると、比較例２は、５００〜１５００ｃｍ−１の範囲では実施例と同じく９０〜９５％の高放射率を示してはいるものの、長波長側に移るにつれて赤外線放射率は１０％前後にまで低下している。これに対し、実施例では、広い波長範囲にわたって約８０〜９５％の高い赤外線放射率を示している。
【００２２】
図３には、実施例及び比較例１、２の４００℃における赤外線放射輝度を表すグラフが示されており、図４には７００℃における赤外線放射輝度を表すグラフが示されている。図３及び図４において、横軸は波長（μｍ）を表し、縦軸は赤外線放射輝度（Ｗ×ｃｍ−２×ｓｒ−１×１０００）を表す。尚、図３及び図４の理想曲線Ａは、黒体の理論値より求めた理想的な赤外線放射輝度を表すものである。
【００２３】
図３より、実施例の４００℃における赤外線放射輝度は、測定波長である２．０〜２０．０μｍの広範囲で理想曲線Ａに近似した曲線を示すとともに、２．０〜７．０μｍの範囲では比較例１よりも高い値を示している。一方、比較例２は、８．０〜２０．０μｍの範囲では実施例、比較例１の曲線とほぼ一致しているが、４．０〜７．０μｍの範囲では、著しく低下している。
【００２４】
図４に示す実施例の７００℃における赤外線放射輝度も４００℃における赤外線放射輝度と同様の傾向にあり、２．０〜２０．０μｍの広範囲で理想曲線Ａに近似した曲線を示すとともに、２．０〜７．０μｍの範囲で比較例１及び比較例２よりも高い値を示している。
【００２５】
表２には、実施例及び比較例１、２の４００℃及び７００℃における積分赤外線放射率と積分赤外線放射輝度とが示されている。これより、実施例は、比較例１と比べて、積分赤外線放射率において、４００℃の状態で約１％、７００℃の状態では１．４％上回っており、また、積分赤外線放射輝度においても比較例１よりも高い数値を示している。さらに、実施例は、コージェライト単体焼成物である比較例２と比べて、積分赤外線放射率及び積分赤外線放射輝度において、４００℃で約１．４倍、７００℃では約２倍の数値を示している。
【００２６】
【表２】
2004210571.tif 000004
【００２７】
以上のことから、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭１００は、加熱温度に拘わらず、従来の溶岩炭と比較して優れた遠赤外線輻射効果を奏するとともに、コージェライトの遠赤外線放射特性が酸化鉄及び造孔剤の添加によって著しく改善されていることがわかる。このため、加熱効率に優れ、焼物や煮物といった加熱調理をおいしく行うことができる。
【００２８】
また、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭と従来の溶岩炭とについて実用試験を行ったところ、従来の溶岩炭は目減りが多く、一ヶ月程で消耗したのに対し、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭は目減りがほとんどなく、従来の溶岩炭と比較して高い耐久性を有することが分かった。このため、長期間にわたって使用することが可能である。
【００２９】
図５には、本実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭１００の使用例として、焼物調理を行う業務用のロースター２００に使用した状態を示している。図５に示すように、酸化鉄含有セラミックス炭１００をバーナー２０１と焼き網２０２との間に配置することによって、酸化鉄含有セラミックス炭１００がバーナー２０１によって加熱され、焼き網２０２上に置かれた肉類等の食材に対して熱及び遠赤外線を輻射する。これによって、肉類等の食材をムラなくおいしく焼き上げることができる。また、加熱時には、溶岩炭と同様の赤熱感を発するので、本格的な雰囲気を楽しむことができる。
【００３０】
図６には、他の実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭１００が示されている。上記実施例では、焼成物を破砕処理して天然の溶岩形状に形成しているが、混練物を所定形状に形成した型枠に入れて焼成して作製することもできる。このように、型枠を用いて成形することによって、例えば、（ａ）に示すような六角柱形状や、（ｂ）に示すようなボール形状、（ｃ）に示すような木炭形状等に形成することができる。また、製造過程で生じる破砕屑や端材は、細かく粉体化して他の配合成分とともに混練して用いることによって、再利用することもできる。これによって、材料を無駄なく使用することができるので、歩留まりが良くなる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る酸化鉄含有セラミックス炭によれば、コージェライトと酸化鉄と造孔剤とを配合して焼成し、多孔質構造に形成したことによって高い耐熱温度が得られるので、加熱時間の累積によって生じる表面の塑性変形や、変性、変質による崩壊が起こりにくくなり、その結果、消耗が少なく長期間にわたって使用可能な耐久性の高い加熱輻射体を提供することができる。また、熱膨張が少なくかつ熱衝撃に強いので、急激に加熱してもクラックや割れが起こらない。
【００３２】
また、コージェライト自体の遠赤外線輻射特性が改善されて従来の溶岩炭よりも優れた遠赤外線輻射効果を奏するとともに、溶岩炭と同等の外観に形成でき、加熱時には溶岩炭と同様の赤熱色が得られるので、天然の溶岩炭に遜色ない視覚的演出効果を得ることができる。
【００３３】
さらに、製造過程で生じる端材や破砕屑を再び材料として再利用することができるので、歩留まりが良くなるとともに、従来の溶岩炭や再利用が効かないセラミックス炭よりもさらに安価で提供することができる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭を示す斜視図である。
【図２】実施例、比較例１及び比較例２の赤外線放射率を示すグラフである。
【図３】実施例、比較例１及び比較例２の４００℃での赤外線放射輝度を示すグラフである。
【図４】実施例、比較例１及び比較例２の７００℃での赤外線放射輝度を示すグラフである。
【図５】実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭の使用状態を示す概略断面図である。
【図６】他の実施例に係る酸化鉄含有セラミックス炭を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００  酸化鉄含有セラミックス炭
１０１  気孔
２００  ロースター
２０１  バーナー
２０２  焼き網
【図１】
2004210571.tif 000005
【図２】
2004210571.tif 000006
【図３】
2004210571.tif 000007
【図４】
2004210571.tif 000008
【図５】
2004210571.tif 000009
【図６】
2004210571.tif 000010