(57)【要約】【課題】一般に使用されている電磁調理器は磁性を持った鉄板をベースにしたものであり、鉄板の温度制御はセンサーを用いて過昇温防止を行っているが、実際にはフライパンや鍋等の調理器具を２００℃程度以下に制御することは困難であった。【解決手段】一般的に導電性を有するもので、且つ磁性を持つものが電磁調理装置で加熱されるが、本発明では導電性磁性材料のキュリー温度以上の温度になると電磁調理器具が加熱しにくくなり、昇温する温度に制限がかかることを見出した。また、電磁調理器の加熱パワーを同じにした時、材料の特性として保磁力が小さいと加熱がしにくくなり、また、導電性が低くても加熱ができないことが分かった。保磁力としては最低でも０．５Ａ／ｍ以上の大きさを持ち、且つ磁性材料の導電率として１００Ｓｃｍ−１以上が必要であることが分かった。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波により加熱する電磁波加熱方法において、調理器具の加熱できる部材が磁性材料より構成され、且つこの磁性材料の導電率が１００Ｓｃｍ−１以上であり、且つこの磁性材料のキュリー温度が４００℃以下であり、保磁力が０．５Ａ／ｍ以上からなることを特徴とする調理器具。
【請求項２】
請求項１の調理器具の温度制御がキュリー温度により加熱温度の上限値が設定されることを特徴とする調理器具。
【請求項３】
請求項１の磁性材料を用いて、粉末焼結法、または金属板のプレス成型法により作製されたことを特徴とする調理器具。
【請求項４】
請求項１の磁性材料の表面に、珪素酸化物を主成分に持つガラス、またはフッ素樹脂、シリコン樹脂等からなる耐熱性の被膜を形成したことを特徴とする磁性材料。
【請求項５】
鍋やフライパン等の調理器具において、電磁波による加熱部分として磁性材料を用い、他の部材を電磁波で加熱されないガラスやプラスチック素材等より構成され、この素材を磁性材料の表面から１ｍｍ以上の厚みで形成し、電磁調理器との接触界面での温度が５０℃以下とすることを特徴とした調理器具。
【請求項６】
鍋やフライパン等の調理器具を加熱する電磁調理器において、電磁調理器の表面に断熱樹脂からなる板を１ｍｍ以上の厚みで形成したことを特徴としたＩＨ電磁調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波加熱調理器を用いて、食材の調理や、食品の包装紙、缶ジュース、レトロ食品や容器等の化成品の温度制御加熱ができるようにする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に使われているレトロ食品や缶詰、缶ジュース等の食品では加熱する方法として、お湯に入れて暖めるか、赤外線加熱方法があった。一部のもので直接、保存容器内の飲食物を電子レンジで加熱するものもあった。また、一般的に使用されている数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器では鉄板に流す渦電流で加熱するものであるため、金属製のフライパンや、やかん、なべを加熱するものとして用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に使用されている数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器は磁性を持った鉄板をベースにしたものであり、鉄板の温度制御はセンサーを用いて過昇温防止を行っているが、実際にはフライパンや鍋等の調理器具を２００℃程度以下に制御することは困難であった。また金属製のフライパンや鍋が加熱されると、接触する電磁調理器具のガラス板も加熱するために、調理後の残留熱でやけどをするという問題もあった。
【０００５】
特に電磁波加熱で大きな問題となることは加熱される調理器具の温度がセンサーを持たない安いものであると、温度が無制限に上がるという問題があり、食材の調理や、レトロ食品や冷凍品の加温や解凍の際に焦げ付くという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電磁調理器による加熱方法において、調理器具に過昇温しないように温度制御機構を持たせることにより、食材やレトロ食品の加熱、冷凍食品の解凍において適度に加熱することができるようにするものである。以下に詳細に本発明を説明する。
【０００７】
一般的に導電性を有するもので、且つ磁性を持つものが電磁調理装置で加熱材料として使用されているが、本発明では導電性磁性材料においてキュリー温度以上の温度になると電磁調理器具が加熱しにくくなり、昇温する温度に制限がかかることを見出した。
【０００８】
この際、電磁調理器の加熱パワーを同じにした時、材料の特性として保磁力が大きいと加熱しやすくなり、また、導電性は大きい方が加熱しやすいことが分かった。特に保磁力としては最低でも０．５Ａ／ｍ以上の大きさを持ち、且つ磁性材料の導電率として１００Ｓｃｍ−１以上が望ましいことが分かった。
【０００９】
化成品、セラミックス容器、金属容器からなる調理器具を数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器により加熱するために、このような導電性磁性素材を化成品やセラミックス容器、金属容器の構成材料に初期から添加するものではなく、このような導電性磁性材料を塗料化して調理器具の表面に塗布したり、調理器具の構成材料として添加し充填することにより加熱できるようにすることもできる。電磁波加熱する周波数としては、数十キロヘルツに固定したものではなく、低くても高くても効果は同じである。
【００１０】
また、金属からなる調理器具を作製する場合には、本発明の磁性材料と同じ性質を持つものにするか、または銅やアルミ等からなる非磁性材料からなるものに、本発明の導電性磁性材料を張り合わせたり、組み合わせることにより、同様な効果が得られる。図４にアルミの鍋を用いた時の加熱方法を示した。
【００１１】
また、本発明の導電性磁性材料では昇温に上限が設定できるために、例えばキュリー温度を２００℃以下に設定し、フッ素樹脂の耐熱温度よりも低くして、フッ素樹脂からなるフライパンの中に、本発明の磁性材料のプレートを置くことで加熱することができる。この時、断熱性の高いフッ素樹脂のフライパンには熱が伝わらないために、フッ素樹脂と電磁調理器のプレートも熱くならないので安全性が高く、触っても火傷にならない効果が得られる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ，ＰＣＴＦＥ等が用いられる。
【００１２】
導電性磁性体として、キュリー点が８００℃以下であることを用いて、電磁波による化成品の加熱温度を磁性材料のキュリー温度を変えることにより制御する場合には、化合物の結晶を変えることや、化合物の基本組成を変えることによりキュリー温度を変えることができる。特に磁性体のキュリー温度を越えると熱吸収が低下するために、キュリー温度を少なくとも５０℃以上であることが望ましい。
【００１３】
導電性磁性材料の粉を用いて塗料化する方法としては、これらの粉を少なくとも数μ以下にまで粉砕し、望ましくは０．５μ以下にした方が沈殿凝集を防ぐのに適している。特にインクにする場合では液粘度が小さいために沈殿しやすく、０．３μ以下が好ましい。また、液との親和性を高めることにより凝集を抑えることができるので、液中の粉の表面電荷状態により、界面活性剤の種類をカチオン系、アニオン系で選択することで分散がよくなり凝集を防ぐことができる。粉の表面電位がプラスならば、例えばアニオン系としては―ＮＨ２、―ＮＨＲ、―ＮＲ２  （Ｒ：アルキル基等）を分子に含む界面活性剤が妥当である。また、粉の表面電位がマイナスならばカチオン系としては―ＣＯＯＨ、―ＳＯ３Ｈ等を分子に含む界面活性剤が妥当である。
【００１４】
化成品やセラミックス製品の表面に形成する形成する膜の組成物として、本発明の導電性磁性材料の粉に１３００℃以下の軟化点を持つＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３等を含んだガラス構成物を０．１から９９重量％の範囲で添加し塗膜を形成した後に、加熱して化成品に固定化して付ける。膜厚としては０．１μ以上、望ましくは１００μ以上が良い。
【００１５】
また、膜を形成する塗料として、シロキサン、またはシラン化合物を含んだ硬化性樹脂に本発明の導電性磁性粉を０．１から９０重量％の範囲で添加し、塗料膜を形成することによりガラス構成物を主成分にしなくても耐熱性を持たせることが可能である。更に、膜を形成した後に数百℃の加熱処理をすることにより、シロキサン結合で固定化された導電性磁性体等ができるために耐熱性が非常に強いものができる。
【００１６】
以上のような電磁波で加熱することができる化成品として、保存容器、食器またはシ−トやフィルム、缶等の形状であっても良く、これらの様々な形状品に対して、前述の導電性磁性体を用いることにより、所定の温度で加熱することができる。
【００１７】
このような導電性磁性体による加熱方法により加熱することができる容器として、例えばレトロ食品、缶ジュ−ス等の飲食物を含んだ容器があり、また飲食物を含まないものでもビニ−ル袋、包装紙、茶碗、皿等に応用することにより電磁波加熱装置で加熱ができるようになる。具体的には電磁波を反射するスチ−ル缶の缶材質として本発明の導電性磁性体を用いるか、または表面に、本発明の導電性磁性体を１００〜１０００μ程度の範囲で塗膜して、電磁波加熱により缶を加熱することができる。また、包装材料や容器材料としてポリエチレン（直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含む）、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＣＤ；塩化ビニルとの共重合体を含む）などのポリオレフィン、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・ビニルアルコール（ＥＶＯＨ）などの合成樹脂フィルム、セルロースなどの天然高分子系フィルム、或は天然パルプ繊維及び／又は熱可塑性繊維から製造した紙類（ビスコース加工紙を含む）を材質とするものでも良く、またフィルムとしては例えばポリエチレン系プラスチックフィルム、ポリプロピレン系プラスチックフィルム、塩化ビニル系プラスチックフィルム、ポリエステル系プラスチックフィルム、アクリル系プラスチックフィルム、ポリアミド系プラスチックフィルムなどが挙げられ、これらフィルムに本発明の導電性磁性体による加熱層を形成したり、または材料自体に本発明の導電性磁性体を添加することにより電磁波による加熱ができる。
【００１８】
また、これらの電磁波により加熱することができる容器に対して、示温材料を形成して加熱されて状態を視覚化できるようにすることにより、加熱状態を確認することができるために効率的な加熱をすることができる。示温材料としては加熱温度によるが、酸化鉄や有機色素系、ＨｇＩ系の化合物等があるが、具体的には示温材料や示温シ−ル等を用いても良い。
【００１９】
本発明の導電性磁性材料の代表的なものとして、主成分としてマグネタイト、γＦｅ２Ｏ３、ＮｉＺｎフェライトのＮｉ１−ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４、ＭｎＺｎフェライトのＭｎ１−ｘＺｎｘＦｅ２Ｏ４、バリウムフェライトのＢａＦｅ６Ｏ１９、ストロンチウムフェライトのＳｒＦｅ６Ｏ１９やパ−マロイ、珪素鋼板、センダスト、サマリウムコバルト、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ１などが挙げられ、金属、塩類、酸化物、窒化物、硫化物のいずれにしても同様な効果を持つ。但し、これらの磁性材料では、中には導電性がないものがあるので、酸化物系であれば酸素欠陥を作る、または他の元素を入れて導電性を付与することが必要であり、またキュリー温度を低下させるために、主成分以外の元素を添加する必要がある。これら材料中でもＣｏが主成分の金属アモルファス材料が望ましく、単ロール法や、水アトマイズ法等による超急冷で原料を作製し、粉砕または成型することにより、所定の厚みと形状を持つものにするのが良い。
【発明の効果】
【００２０】
本方法によりフライパンや鍋等の調理器具において、調理器具の加熱温度が材料特性により制限できる。更に構成の仕方として加熱されるところを調理器具の内側にし、且つ調理器具の非加熱の部分は温度が上昇しにくいために、触れても火傷をすることがなく、且つ数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器と調理器具の接触界面の温度も火傷する程度に温度が上昇しないために、調理器具を加熱した後に電磁調理器に触れても火傷をすることがなくなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
下記の通りである。
【実施例１】
【００２２】
本発明の導電性磁性体による加熱を行った実施例を以下に説明する。厚み５ｍｍのＣｏＢＦｅＮｄ系合金において、導電率が１０００Ｓｃｍ−１程度、磁気特性が保磁力０．１Ａ／ｃｍ以上で、飽和磁束密度８００００Ａ／ｍ、キュリー温度２４０℃となっている鋼板を用いて直径２５センチの板を作製し、数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁波装置で加熱した結果、材料のキュリー温度２４０℃において昇温が止まり、この温度の上下限１０℃以内に維持できることが分かった。この鋼板の組成を変えて、キュリー温度を変えて評価した結果、表１のようにキュリー温度と維持される温度とは相関関係があることが分かった。
【００２３】
（表１）
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【００２４】
次にこのＣｏＢＦｅＮｄ系合金の鋼板として、キュリー温度１８０℃の材料を用いて作製した直径２５ｃｍ厚み５ｍｍの板をフッ素樹脂で作製されたフライパン、内側に直径２６ｃｍの平坦な部分を持つところに図１のように設置した。この時のフッ素樹脂のフライパンの底と該鋼板が接する内側の面との厚みは５ｍｍとした。この状態で、数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器により５００Ｗで加熱した結果、該鋼板のキュリー温度で昇温がとまった。更にフッ素樹脂から作製されたフライパンの部分は加熱されていなかった。この結果、キュリー温度で制御されたフライパンでは、フライパンが加熱されないので、火傷にはならないことが分かった。
【実施例２】
【００２５】
次にキュリー温度が約６５０℃程度のＳＵＳ３１６を用いて作製した直径２５ｃｍ厚み５ｍｍの板をフッ素樹脂で作製されたフライパン、内側に直径２６ｃｍの平坦な部分を持つところに設置した。この時のフッ素樹脂のフライパンの底と該鋼板が接する内側の面との厚みは５ｍｍとした。この状態で、温度を感知する数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器により１８０℃で設定した結果、該鋼板の温度は設定値で昇温がとまった。この時、フッ素樹脂から作製されたフライパンと電磁調理器底の接触界面は５０℃程度となり、火傷する温度にはならなかった。この結果、温度を感知する電磁調理器により加熱した場合でも鋼板が加熱されてもフライパン自体が加熱されないので、火傷にはならないことが分かった。
【実施例３】
【００２６】
ＣｏＢＦｅＮｄ系合金において、導電率が１０００Ｓｃｍ−１、磁気特性が保磁力０．５Ａ／ｃｍ以上で、飽和磁束密度５００００Ａ／ｍ、キュリー温度１６０℃となっている鋼板を粉砕して、１０μｍ以下の粉にして、フライパン形状にプレス成型し水素雰囲気中１２００℃で焼結させた。このフライパンを用いて、電磁調理器により５００Ｗで加熱した結果、該鋼板のキュリー温度で昇温がとまった。
【実施例４】
【００２７】
ＣｏＢＦｅＮｄ系合金の組成を変えて、導電率がほぼ１００００Ｓｃｍ−１程度に固定し、飽和磁束密度５００００Ａ／ｍ、キュリー温度１６０℃を変わらない程度にして、保磁力のみを変えて鋼板を作製して評価した。評価は同様に電磁調理器により５００Ｗ加熱で行った。この結果を表２に示した。この結果から、少なくとも０．１Ａ／ｃｍ以上が加熱に必要なことが分かった。好ましくは０．５Ａ／ｍ以上であることが良い。加熱時評価試験としては、保磁力が１０Ａ／ｃｍでキュリー温度までに昇温する時間を基準にし、この数値を１と規格化して示した。
【００２８】
（表２）
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【実施例５】
【００２９】
ＣｏＢＦｅＮｄ系合金の組成を変えて、飽和磁束密度５００００Ａ／ｍ程度にして、保磁力を０．５Ａ／ｍにほぼ固定し、Ｂを増やすように組成を変えて導電率のみを変えて鋼板を作製して評価した。評価は同様に電磁調理器により５００Ｗ加熱を１００℃まで昇温して昇温時間の比較を行った。この結果を表３に示した。この結果から、導電率は少なくとも１００Ｓｃｍ−１程度以上であることが加熱に必要なことが分かった。加熱時評価試験としては、導電率は１１２Ｓｃｍ−１でキュリー温度までに昇温する時間を基準にし、この数値を１と規格化して示した。
【００３０】
（表３）
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【実施例６】
【００３１】
ＣｏＢＦｅＮｄ系合金の組成を変えて、保磁力を０．５Ａ／ｍにほぼ固定し、導電率を１００００Ｓｃｍ−１以上になるようにして、飽和磁束密度を３００００から５００００Ａ／ｍの範囲で変化させて、昇温速度を比較した。この時の評価は同様に電磁調理器により５００Ｗ加熱を１００℃まで昇温して昇温時間の比較を行った。この結果、飽和磁束密度が高いほうが昇温時間を短くすることが分かった。また、この時、初透磁率が高いほうが昇温時間を短くすることも確認された。
【実施例７】
【００３２】
キュリー温度が９００℃程度のＳＵＳ３１６を用いて作製したフライパンを用いて加熱する際に、図２のようにフライパンと電磁調理器の間にＰＴＦＥフッ素樹脂の板を置いて加熱した。この際フッ素樹脂板の厚みを変えて、電磁調理器の表面の加熱温度を調べた。加熱は、温度を感知する電磁調理器により１５０℃で設定し、五分間維持した。フッ素樹脂の厚みと電磁調理器の表面の温度の関係は表４のようになった。この結果、電磁調理器の表面に１ｍｍ以上の厚みのフッ素樹脂の板が必要であることが分かった。フッ素樹脂の代わりにシリコン樹脂やポリイミド樹脂等を用いても同様な結果になり、樹脂の材質には依存しないことが分かった。
【００３３】
（表４）
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【実施例８】
【００３４】
ＣｏＢＦｅＮｄ系合金の組成を変えて、導電率がほぼ１００００Ｓｃｍ−１程度に固定し、飽和磁束密度５００００Ａ／ｍ、キュリー温度１６０℃、保磁力０．５  Ａ／ｍの材料を用いて、数ミクロンの粉とした。この粉に弗素樹脂のＰＴＦＥを５重量パーセントで加えて、混合し金型プレスで図３に示した２０センチの厚み１センチの円盤を底に持つようなフライパンに成型した。この成型体の導電率は１０００Ｓｃｍ−１以上であった。この成型体を電磁調理器により加熱した。この結果、キュリー温度に近い１５０℃程度で昇温が停止した。このように樹脂とのコンポジット材料でも同様な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】弗素樹脂で成型されたフライパンの断面図
【図２】通常の鉄製フライパンを数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁調理器で加熱する際にＰＴＦＥフッ素樹脂の板を鉄製フライパンと加熱面の間に設置した図
【図３】本発明の導電性磁性金属粉とＰＴＦＥ樹脂で成型されたフライパンの図
【図４】本発明の導電性磁性金属板を中に入れたアルミ製鍋の図
【符号の説明】
【００３６】
１  弗素樹脂で成型されたフライパン
２  本発明の導電性磁性体から作製された金属板
３  通常の鉄製フライパン
４  ＰＴＦＥフッ素樹脂の板
５  数十キロヘルツの電磁波で加熱する電磁波加熱器の加熱側の硝子板
６  本発明の導電性磁性金属粉とＰＴＦＥ樹脂で成型されたフライパン
７  把手
８  アルミ製鍋
９  本発明の導電性磁性金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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