(57)【要約】【課題】  加熱および／または電磁誘導加熱も可能な炊飯や調理用の容器において、軽量で、熱伝導性が良く、加熱効率が良い調理結果を得るとともに、軽量化を実現して使い勝手を向上した調理容器を提供する。【解決手段】  基材が高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムを含み、さらに、基材は、炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料、ステンレスあるいはチタン合金を含んでも良い。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材が、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムを含む材料であることを特徴とする調理容器。
【請求項２】
前記グラファイトフィルムの面方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、厚み方向の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする請求項１に記載の調理容器。
【請求項３】
前記グラファイトフィルムの厚みが９０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の調理容器。
【請求項４】
前記基材が、「グラファイトおよび／または炭素繊維」等の炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料、アルミニウム、ステンレス及びチタンからなる群から選択される１以上を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の調理容器。
【請求項５】
前記基材の外面を樹脂で保護していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調理容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱および／または電磁誘導加熱の可能な炊飯や調理をするための調理容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、広く世間一般に市販されている調理容器は、アルミニウム、ステンレス、チタン、鉄、あるいはこれらを組み合わせた複合材を基材として製造されている。
【０００３】
近年、良好な調理性能を得るために、調理容器は厚板化、多層化する傾向が見られるが、調理容器の基材を構成する材料はいずれも金属材料であるため重く、特に、調理時の熱伝導の向上を目的にステンレスや鉄、アルミニウムなどが多層に張り合わされている容器は重量が重くなる傾向が見られる。
【０００４】
また、アルミニウムは軽金属であるために金属材料の中にあっては比重が比較的小さい材料であるが、良好な熱伝導を実現するために板厚を厚くする傾向があり、特に、熱伝導率が低い合金系のアルミニウム容器では４ｍｍ以上の板厚を有する調理容器も見受けられる。
【０００５】
さらに、従来、電磁誘導加熱機器上で使用する調理容器においては、ステンレス単体を基材としたもの、チタン合金を主体としたものの他、フェライト系ステンレス等の磁性金属を調理容器基材の外側に配し、その内側にアルミニウムを積層する、あるいは、場合によってはさらにその内面にステンレスを積層しているものなどがあり、厚板化、多層化の傾向が一層顕著である（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、従来の電磁誘導加熱容器が開示されているが、これは熱伝導率が大きい金属材と、この金属材の両面にこれよりも熱伝導率の小さい金属材を配した３層のクラッド材を用いた電磁誘導加熱容器である。
【０００７】
市販品の例として、電磁誘導加熱式炊飯器の調理容器の中には、外面は電磁誘導加熱を行うために、板厚０．５ｍｍの磁性ステンレス材で構成し、内側は良好な熱伝導を得るために板厚６．５ｍｍのアルミニウム材を組み合わせたものなどが見られるが、こうしたものは板厚が厚く、重い調理容器となっている。
【０００８】
さらに、特許文献２には、電磁誘導加熱と軽量化を改良した調理鍋として、炭素材料を主成分とし、前記炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料を基材として成形した調理鍋が開示されている。しかし、この調理鍋でも、電磁誘導加熱と軽量化は不十分であり、更なる改良が必要である。また樹脂を含むために耐熱性に劣り、長期使用すると、劣化が確認される場合が有った。
【特許文献１】特開平１１−４０３３６号公報。
【特許文献２】特開２００５−１６８５５１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、近年、清潔感や高級感を求める観点からステンレスを主体にした調理容器が主流を占め、一部にチタンを主体としたものも市販されているが、ステンレス単体やチタン単体を基材としたものでは基材自体の熱伝導率が低いために熱回りが悪くなり、調理性能に悪影響を及ぼすことがある。そこで、良好な調理性能を得るために、熱伝導を効率的に行うべく、調理容器は厚板化、多層化する傾向が見られる。
【００１０】
しかしながら、調理容器の基材を構成する上述した材料はいずれも金属材料であるために重く、特に、調理時の熱伝導の向上を目的にステンレス、鉄、アルミニウム、チタンなどが多層に張り合わされている調理容器は重量が重く、使い勝手が悪いものとなっていた。
【００１１】
また、比較的軽量なアルミニウム製の調理容器であっても、良好な熱伝達を実現するために板厚を厚くする傾向があり、特に、合金系の熱伝導率が低いアルミニウム容器では４ｍｍ以上の板厚を有する調理容器も見受けられ、やはり、重く、使い勝手が悪い容器となっていた。
【００１２】
さらに、電磁誘導加熱用の調理容器においては、磁性金属とアルミニウム等の熱良導性金属を積層するものが一般的であり、厚板化、多層化の傾向が一層顕著となっているため重く、使い勝手の悪い調理容器となっていた。
【００１３】
また、上述のごとき金属製の調理容器は、金属製であるが故に腐食し、時には調理容器に貫通孔が空いたり、錆による変色を生じたりして、実用的、外観的、あるいは衛生的にも好ましくない状況になる問題がある。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、熱伝導性がよく良好な調理結果を得るとともに、軽量化を実現して使い勝手を向上し、また加熱効率がよい電磁誘導にも使用できる調理容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、基材が、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムを含む材料であることを特徴とする調理容器である。
【００１６】
また、前記グラファイトフィルムの面方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、厚み方向の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする調理容器が好ましい。
【００１７】
また、前記グラファイトフィルムの厚みが９０μｍ以下であることを特徴とする調理容器が好ましい。
【００１８】
また、前記基材が、「グラファイトおよび／または炭素繊維」等の炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料、アルミニウム、ステンレス及びチタンからなる群から選択される１以上を含むことを特徴とする調理容器が好ましい。
【００１９】
また、前記基材の外面を樹脂で保護していることを特徴とする調理容器が好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記目的を達成するために、基材が高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムを含む材料を含む調理容器とするものである。
【００２１】
これにより、比重が小さく、熱伝導性に優れた炭素材料を基材とするので、熱伝導性がよく良好な調理結果を得ることができるとともに、軽量化を実現して使い勝手を向上することができ、さらに、電磁誘導による発熱層とすることができて、さらに熱伝導がよいために、電磁誘導加熱により発生した熱が素早く調理容器全体に伝わり、加熱効率がよい電磁誘導調理容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の調理容器の基材は、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムを含む材料であると好ましい。グラファイトフィルムを含む事で、軽量で、熱伝導性がよい調理容器とすることができる。従来の天然の黒鉛粉末を用いた場合、天然黒鉛そのものの熱伝導性が不十分であるため、調理容器に加工して調理に使用する場合、十分な加熱を実現することが出来ない。しかし、本発明のグラファイトは熱伝導性に優れ、十分な加熱をおこなうことができる。
【００２３】
また、天然の黒鉛粉末を用いた場合、樹脂やその他バインダーと混ぜ合わせて成形する必要がある。しかし、バインダーは熱伝導性に劣るため、このようなバインダーと混ぜ合わせて成形した場合、グラファイトが有する高い熱伝導性を十分引き出すことが出来ず、加熱調理容器としては好ましくない。一方、本発明のグラファイトフィルムを粉砕した後、この粉末をバインダーと混合して成形した調理容器では、少量のグラファイト添加で、十分な熱伝導性を維持でき、十分調理容器として使用できる。
【００２４】
さらにまた、本発明のグラファイトは、フィルム状であるため、調理容器周辺に貼り付けたり、巻きつけたりすると良い。従来の天然黒鉛を用いた場合には、非常に微細な粉末も含まれるため、バインダーと混練しても、使用中に、グラファイトの抜け落ちる危険性があり、長期信頼性の面で問題がある。
【００２５】
本発明のグラファイトフィルムは、面方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、厚み方向の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、面方向の熱伝導性が厚み方向の熱伝導性に比べて１００倍以上と、熱伝導性に異方性があるとよい。このように、優れた熱伝導性を有するため、他の材料と貼り合せたり、他の材料と混合して用いたりした場合にも、調理容器として十分な熱伝導性を発現することができる。また、特に、調理容器の肉厚方向とグラファイトフィルムの厚み方向をそろえて、調理容器を成形すると、調理容器の肉厚方向と面方向で非常に熱伝導性に差が有る調理容器を作製することが可能となり、局所的に加熱および／または電磁誘導加熱されたとしても十分に調理容器全体が均一に加熱される。
【００２６】
本発明のグラファイトフィルムの厚みは９０μｍ以下、好ましくは７０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。調理容器は一般に、碗状や曲線状であるため、グラファイトの厚みが薄いほど、追従性良く加工することが可能となる。厚みが厚い場合には、折れが発生したり、浮きが発生したりし、グラファイトのもつ熱伝導性を発現することができなくなる。
【００２７】
本発明の基材は、炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料を基材として成形したものを含んでいても良い。前記基材には、グラファイトを含むため、電磁誘導加熱により基材で生じた熱がグラファイトを通して素早く調理容器全体に伝達されるため、熱回りが良好で加熱効率がよく、良好な調理性能が得られるとともに、軽量なグラファイトを用いているため、容器の軽量化を図ることができる。合成樹脂には、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を初めとする各種耐熱樹脂を添加した複合材料を圧縮成形、移載成形、射出成形等の手法により容器形状に成形することで、熱伝導性がよく良好な調理結果を得ることができるとともに、軽量化を実現して使い勝手を向上することができ、かつ基材に金属を使用しないため腐食が生じない調理容器を提供することができる。
【００２８】
炭素材料は、グラファイトや炭素繊維等であっても良い。前記炭素材料がグラファイトであると、軽量で、熱伝導性がよい調理容器とすることができるとともに、特に、グラファイトフレークを炭素材料として用いた場合には、その異方性を利用して、面方向と厚さ方向の熱伝導率に差を付け、良好な熱拡散を実現することができる。特にグラファイトとしては、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトが好ましく、面方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、厚み方向の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、面方向の熱伝導性が厚み方向の熱伝導性に比べて１００倍以上と、熱伝導性に異方性があるとよい。炭素材料が、炭素繊維であると、軽量で、熱伝導性がよい調理容器とすることができるとともに、炭素繊維の強靭な性質により、強度が高く、耐久性の高い調理容器とすることができる。炭素繊維としては特に限定はないが、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維を用いると、ピッチ系の炭素繊維を用いた場合よりも高強度が得られる一方、ピッチ系を用いた場合には比較的高い熱伝導率が得られる。前記炭素材料は、グラファイトと炭素繊維の混合物であっても良く、軽量で、グラファイトの有する良好な熱伝導性と炭素繊維の強靭性を有する調理容器とすることができる。
【００２９】
本発明の基材は、ステンレスあるいはチタン合金を含んでいても良い。前記基材には、グラファイトを含むため、電磁誘導加熱により基材で生じた熱がグラファイトを通して素早く調理容器全体に伝達されるため、熱回りが良好で加熱効率がよく、良好な調理性能が得られるとともに、軽量なグラファイトを用いているため、容器の軽量化を図ることができる。
【００３０】
本発明において、基材の外面を樹脂で保護しても良い。基材を外力から保護することができ、傷つきや摩耗を防止することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
（ポリイミドフィルムＡの作製方法）
４，４’−オキシジアニリンの１当量を溶解したＤＭＦ（ジメチルフォルムアミド）溶液に、ビロメリット酸二無水物の１当量を溶解してポリアミド酸溶液（１８．５ｗｔ％）を得た。
【００３３】
この溶液を冷却しながら、ポリアミド酸に含まれるカルボン酸基に対して、１当量の無水酢酸、１当量のイソキノリン、およびＤＭＦを含むイミド化触媒を添加し脱泡した。次にこの混合溶液が、乾燥後に所定の厚さになるようにアルミ箔上に塗布された。アルミ箔上の混合溶液層は、熱風オーブン、遠赤外線ヒーターを用いて乾燥された。
【００３４】
出来上がり厚みが７５μｍの場合におけるフィルム作製用の乾燥条件を示す。アルミ箔上の混合溶液層は、熱風オーブンで１２０℃において２４０秒乾燥されて、自己支持性を有するゲルフィルムにされた。そのゲルフィルムはアルミ箔から引き剥がされ、フレームに固定された。さらに、ゲルフィルムは、熱風オーブンにて１２０℃で３０秒、２７５℃で４０秒、４００℃で４３秒、４５０℃で５０秒、および遠赤外線ヒーターにて４６０℃で２３秒段階的に加熱されて乾燥された。
【００３５】
以上のようにして、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（ポリイミドフィルムＡ：弾性率３．１ＧＰａ、吸水率２．５％、複屈折０．１０、線膨張係数３．０×１０-5／℃）が製造された。
【００３６】
（炭素化フィルムＡの作製方法）
厚さ７５μｍのポリイミドフィルムＡを黒鉛板に挟み、電気炉を用いて窒素雰囲気下で、１０００℃まで昇温された後、１０００℃で１時間熱処理して炭化処理（炭素化処理）が行われた。この炭素化フィルムを炭素化フィルムＡとする。
【００３７】
（グラファイトフィルムＡの作製方法）
炭素化処理により得られた炭素化フィルムＡ（４００ｃｍ2（縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ）、を、縦２７０ｍｍ×横２７０ｍｍ×厚み３ｍｍの板状の平滑なグラファイトで上下から挟み、図１に示す縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み６０ｍｍの直接通電可能な黒鉛容器（容器（Ａ））内に、保持した。
【００３８】
該容器（Ａ）は、図２に模式的に示すように原料フィルムの面方向が直接通電可能な円筒容器（Ｂ）（さらに詳細に説明すると具体的には、図３に模式的に示すような、直接通電可能な、蓋付きの円筒容器（Ｂ））の円筒の高さ方向と平行になるように保持し、該容器（Ａ）の外部周辺をカーボン粉末で覆い（容器（Ａ）と容器（Ｂ）の間にカーボン粉末を充填し）、また図４に示すように該容器（Ａ）を該容器（Ｂ）と接触しないように、保持した。図４に示すように該容器（Ｂ）の外部周辺をカーボン粉末で覆った状態で、電圧を該容器（Ｂ）の円筒の直径方向（原料フィルムの面方向と平行）に印加し、通電することで、３０００℃まで加熱し、グラファイトフィルムＡが作製された。原料フィルムへの通電方向を示す直線と、原料フィルムの面方向に対する法線との成す角度は、９０度である。
【００３９】
なお前述した図３は、容器（Ｂ）に蓋をする前の模式図である。
【００４０】
（グラファイトフィルムＢ）
以下の実施例の比較として、グラファイトフィルムＢを用いた比較例も、以下に列記する。グラファイトフィルムＢは、松下電器産業社製であり、型番は、ＥＹＧＳである。厚みは１００μｍである。以下に示す表２，表３には、それぞれの実施例に対する比較例として、グラファイトフィルムＢの結果を列記した。
【００４１】
（グラファイトフィルムの特性）
得られたグラファイトフィルムＡ、市販で入手できるグラファイトフィルムＢの密度、線膨張係数、引張強度、引張弾性率、面方向の熱拡散率および熱伝導率、厚み方向の熱拡散率および熱伝導率は、以下に示す方法で測定され、得られた物性値は、表１の通りである。
【００４２】
【表１】
2007260149.tif 000002
（グラファイトフィルムの密度測定）
グラファイトフィルムの密度は、グラファイトフィルムの重量（ｇ）をグラファイトフィルムの縦、横、厚みの積で算出した体積（ｃｍ3）の割り算により算出された。なお、グラファイトフィルムの厚みは、任意の１０点で測定した平均値を使用した。密度が高いほど、グラファイト化が顕著であることを意味している。
【００４３】
（グラファイトフィルムの線膨張係数の測定）
グラファイトフィルムの面方向の線膨張係数の測定には、（株）島津製作所製の熱機械分析装置ＴＭＡ―５０を用いた。測定は、サンプルを３×２０ｍｍ長にカットし、引張モードにおいて、窒素雰囲気下、初期加重１０ｇ、昇温速度１０℃／分で、グラファイトフィルム単体では室温〜４００℃まで昇温させた。１００℃〜２００℃における平均線膨張係数を算出した。
【００４４】
（グラファイトフィルムの引張強度、引張弾性率の測定）
グラファイトフィルムの引張強度、引張弾性率の測定には、（株）東洋精機製作所製のストログラフＶＥＳ１Ｄを用い、ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２に準拠して測定を行った。測定は、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分、室温下で行い、３回測定した際の平均値を使用した。
【００４５】
（グラファイトフィルムの光交流法による面方向の熱拡散率および熱伝導率の測定）
グラファイト化の進行状況は、フィルム面方向の熱拡散率を測定することによって判定され、熱拡散率が高いほど、グラファイト化が顕著であることを意味している。熱拡散率は、光交流法による熱拡散率測定装置（アルバック理工（株）社から入手可能な「ＬａｓｅｒＰｉｔ」）を用いて、グラファイトフィルムを４×４０ｍｍのサンプル形状に切り取り、２０℃の雰囲気下、１０Ｈｚにおいて測定された。これら測定したグラファイトフィルムの面方向の熱拡散率、密度、熱容量から面方向の熱伝導率を算出した。
【００４６】
（グラファイトフィルムのレーザーフラッシュ法による厚み方向の熱拡散率および熱伝導率の測定）
グラファイトフィルムのレーザーフラッシュ法による厚み方向の熱拡散率および熱伝導率測定には、ＪＩＳ  Ｒ１６１１−１９９７に準拠した京都電子工業（株）製のＬＦＡ−５０２を用いた。グラファイトフィルムを直径１０ｍｍの円状にカットし、このフィルム両面を黒化処理した後、室温でレーザーフラッシュ法による厚み方向の熱拡散率測定を行った。また、グラファイトフィルムの熱容量を熱容量が既知である参照標準物質Ｍｏとの比較から算出した。これら測定したグラファイトフィルムの厚み方向の熱拡散率、密度、熱容量から厚み方向の熱伝導率を算出した。
【００４７】
（実施の形態１）
図５は本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱式炊飯器用調理容器を備えた炊飯器の断面図を示すものである。
【００４８】
図５に示すように、調理器本体は、調理容器を着脱自在に収納し、上面開口部を蓋により開閉自在に覆い、蓋の内側に調理容器に対向するように内蓋を設けている。また、蓋に蒸気口を設けている。
【００４９】
調理容器の底部に対向して電磁誘導加熱コイルを設けるとともに、電磁誘導加熱コイルの外方に防磁用のフェライトを設けている。また、調理容器の底部に対向して調理容器の温度を検知する調理容器底温度検知センサを設けている。制御基板は、電磁誘導加熱コイルに高周波電流を供給し、電磁誘導加熱により調理容器を加熱し炊飯するよう構成している。
【００５０】
上記構成において、調理容器内に米および水を適量加えた後、制御基板を構成するマイクロコンピュータによるプログラム制御により、炊飯および保温工程を実行する。
【００５１】
ここで、調理容器の基材は厚さ１．０ｍｍのフェライト系ステンレスで構成し、調理容器の外面には厚さ０．０４ｍｍのグラファイトフィルムＡを積層したグラファイト層を貼り合わせており、各グラファイトフィルムＡ間には約５μｍ厚さのシリコーン樹脂層を介在させ、基材のフェライト系ステンレスとグラファイト層とはシリコーン系耐熱接着層により接着している。
【００５２】
ここで、厚さ０．０４ｍｍのグラファイトフィルムＡは高分子フィルムの熱分解により作製される高配向性の結晶性のグラファイトであり、その比抵抗は１．０×１０Ｅ−４Ω・ｃｍ、熱伝導率は面方向に約１３００Ｗ／ｍ・Ｋ、厚み方向に約６．８Ｗ／ｍ・Ｋとなっているため面方向への熱伝達が素早く行われる。
【００５３】
本実施の形態においては、容器はフェライト系ステンレスで構成した基材の外面にグラファイト層を積層した複合材料であり、ステンレスを基材としているにもかかわらず、高い熱伝導性を有するために、良好な調理結果を得ることができるとともに、軽量で使い勝手のよい調理容器となっている。
【００５４】
ここで、本実施の形態と同形状を有する厚さ１．０ｍｍのフェライト系ステンレス製の調理容器を比較対象（比較対照試験の対象）として炊飯試験を実施した（この場合、グラファイトフィルムＡも使用していないし、また、グラファイトフィルムＢも使用していない）。炊飯試験は、５合の米を通常に炊飯したものであるが、炊飯直後の食味試験においては比較対象（比較対照試験の対象）では、部位によりご飯の火通りが大きく違い、炊飯器本体の電磁誘導加熱コイルの対向部直上付近では、ご飯は加熱が強すぎて容器表面への焦げ付きが生じている反面、電磁誘導加熱コイルの対向部直上付近以外の部位においてはご飯への火通りが悪く、生煮え状態となっている所も見られたため、むらの大きな出来栄えとなった。
【００５５】
これは、ひとえにステンレスの熱伝導率の低さからくる現象であり、本実施の形態においては、熱拡散が素早く生じるためにむらの少ないご飯の出来栄えとなった。
【００５６】
本実施の形態で使用したグラファイトフィルムにおいては、透磁率は低いが、比抵抗は１．０×１０Ｅ−４Ω・ｃｍと比較的高く、適度な導電性もあるために電磁誘導加熱が可能であり、基材を構成するステンレスとともに発熱層を形成しているため、高い発熱が得られ、良好な調理結果を得ることができた。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、厚さ０．０４ｍｍのグラファイトフィルムを単体で使用したが、積層してグラファイト層を構成してもよく、積層数やグラファイトフィルムの厚さを変更することで熱伝導性や発熱特性を変更することが可能である。
【００５８】
一例として、本実施の形態において、調理容器の底外面に積層する厚さ０．０４ｍｍのグラファイトフィルムの積層枚数を変え、グラファイト層の総厚さを変更しつつ、発振周波数２３ｋＨｚの電磁誘導加熱調理器上で加熱実験を行うと、発生した電力（発熱量（単位はＷ））は（表２）のように変化し、グラファイト層の厚さを変更することにより電磁誘導加熱特性を制御できることが判明した。
【００５９】
また、このとき、（表２）の沸騰までの加熱時間に示すように、２０℃の水５００ｍｌを１００℃とするのに要した時間も発生電力（発熱量）に応じて変化し、グラファイトフィルムの積層により発熱効率を向上できる。
【００６０】
【表２】
2007260149.tif 000003
（表２）より明らかなように、グラファイト層の総厚さが０．１ｍｍより薄いときは、発熱量が少なくなり、沸騰するまでの加熱時間が長くなり、グラファイト層の総厚さが０．１ｍｍより厚いときは、発熱量、沸騰するまでの加熱時間ともに総厚さが０．１ｍｍの時とほぼ同じであるので、グラファイト層の総厚さを０．０４ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下とすることで、良好な電磁誘導加熱と熱伝導を実現することができる。
【００６１】
グラファイト層は電気伝導性を有するため、比抵抗や厚さを調整した上で、適当な周波数を選択すれば電磁誘導加熱も可能となり、電磁加熱調理器での使用が可能となる。
【００６２】
一般に、電磁誘導を行う調理容器は金属材料であり、特に比透磁率の高い鉄やＳＵＳ４３０を代表とするフェライト系ステンレスなどの金属材料が電磁加熱調理用の調理容器として広く用いられている。
【００６３】
これは、電磁誘導により調理容器に発生する熱量Ｐが、調理容器の比抵抗ρ、比透磁率μ、発振周波数ｆ、電磁誘導加熱コイルの巻数Ｎ、電磁誘導加熱コイルの電流値Ｉとしたき、
Ｐ＝（ρμｆ）1/2（ＮＩ）2
で表され、透磁率の高い材料が発熱に有利であるからである。
【００６４】
しかしながら、比透磁率が低い材料であっても、適度な導電性と比抵抗がある材料であれば、誘導加熱が可能になる上、調理器側で発振周波数や電磁誘導加熱コイルの巻数、電流値を選択すれば十分な発熱が得られる。
【００６５】
例えば、比透磁率が低く非磁性であるステンレスＳＵＳ３０４を基材とした調理容器があるが、ＳＵＳ３０４は比抵抗が比較的高いために、電磁誘導加熱用の調理容器として充分に実用的であり、実際にＳＵＳ３０４製の調理容器を加熱可能な電磁誘導加熱調理器も市販されている。
【００６６】
上式において、発振周波数ｆ、電磁誘導加熱コイルの巻数Ｎ、電磁誘導加熱コイルの電流値Ｉはいずれも調理器側での変更可能因子であり、また、比抵抗ρと比透磁率μは調理容器の基材材料由来の因子であり、調理容器の材料を工夫することにより比透磁率が低い基材であっても、電磁誘導加熱が可能となるため、炭素材料を基材とした本発明の調理容器においても、比抵抗ρ、比透磁率μ、発振周波数ｆ、電磁誘導加熱コイルの巻数Ｎ、電磁誘導加熱コイルの電流値Ｉを調節することによって電磁誘導加熱が可能となる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態においては、基材をフェライト系ステンレスとグラファイト層で構成し、電磁誘導加熱によりフェライト系ステンレスおよびグラファイト層で生じた熱がグラファイト層を通して素早く調理容器全体に伝達されるため、熱回りが良好で加熱効率がよく、良好な調理性能が得られるとともに、軽量なグラファイトを用いているため、容器の軽量化を図ることができる。
【００６８】
また、基材にグラファイト層を含む構成とし、総厚さを０．０４ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下としたので、良好な電磁誘導加熱と熱伝導を実現することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、調理容器の外面全体にグラファイト層を設けたが、調理容器の底面や側面部のみにグラファイト層を設けて発熱量や熱伝導を制御するようにしてもよく、同様の作用、効果を得ることができる。
【００７０】
なお、グラファイトフィルムＡに代えてグラファイトフィルムＢを用いた以外は同様にして行った実験の結果も、表２に列記した。
【００７１】
（実施の形態２）
図５に示すように、電磁誘導加熱式炊飯器用調理容器は、厚さ１．０ｍｍのチタン合金で構成してプレス成形し、外面には厚さ０．０４ｍｍのグラファイトフィルムＡを積層したグラファイト層を上記実施の形態１と同様に貼り合わせており、各グラファイトフィルムＡ間にはシリコーン樹脂層を介在させ、チタン合金とグラファイト層とはシリコーン系耐熱接着層により接着している。
【００７２】
通常、チタン合金は非磁性体であり、比透磁率は低く、一般に電磁誘導加熱には不向きな材料であるが、上述のように比透磁率が低い材料であっても、適度な導電性と比抵抗があるものならば、電磁誘導加熱が可能となる。
【００７３】
本実施の形態では、常温加工が比較的容易なβ合金系チタンＳＳＡＴ−２０４１ＣＦ（住友金属工業株式会社製）を基材として用いたが、その標準的な組成はＴｉ−２１Ｖ−３．３Ａｌ−１．０Ｓｎ、比抵抗は１．５５μΩ・ｍであり、高い比抵抗を有するために電磁誘導加熱により十分な発熱が得られる。
【００７４】
ちなみに、純チタンでは比抵抗が０．５μΩ・ｍ前後であるので、電磁誘導加熱により十分な発熱を得ることは困難であり、良好な電磁誘導加熱を得るためには、チタン合金は概ね０．８μΩ・ｍ以上の比抵抗を有する必要があり、その例としては、６−４合金と称されるα−β合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖや１５−５−３−３合金と称されるβ合金であるＴｉ−１５Ｖ−５Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等のチタン合金が有効である。
【００７５】
以上のように、本実施の形態においては、チタン合金で構成した基材の外面に、グラファイトフィルムＡを積層したグラファイト層を貼り合わせて複合材料としているので、チタン合金とグラファイト層が誘導加熱の発熱層となり、効率的な発熱が可能であるとともに、チタン合金で基材を構成しているにもかかわらず、高い熱伝導性を有するために、良好な調理結果を得ることができ、炊飯を行っても熱回りがよいためにむらのないご飯の仕上がりとなる上に、軽量で使い勝手のよい調理容器とすることができる。
【００７６】
また、基材に使用したチタン合金は、常温での比抵抗を０．８μΩ・ｍ以上としたので、良好な電磁誘導加熱をすることができる。
【００７７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、調理容器を、炭素材料を主成分とし、炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料を基材として成形して作製した。
【００７８】
基材は、グラファイトフィルムＡを粒子径１００〜３００μｍに粉砕したグラファイト粉体を熱硬化性ポリイミド樹脂と重量比９：１の割合で混合し、これを圧縮成形することによって、ポリイミド樹脂が半硬化状態となった厚さ０．１ｍｍのシート状のグラファイト／ポリイミド混合材料とした。
【００７９】
つぎに、この厚さ０．１ｍｍのシート状混合材料を５枚積層し、３７０℃１．５ＭＰａで圧縮成形を実施し調理容器形状とする。このとき、ポリイミド樹脂は圧縮成形中に熱硬化が進行する。
【００８０】
上記構成において作用を説明する。調理容器の基材は炭素材料を主材とした複合材料であり、その比重は１．５であるので、重量は同じ厚さで作製したステンレス製容器の約１／５、アルミニウム製容器の約３／５と軽く、使い勝手がよい調理容器とすることができる。
【００８１】
また、熱伝導率は約４５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、ステンレスＳＵＳ３０４の約２７倍、アルミニウムＡ１１００の約２．１倍の熱伝導率となり、高い熱伝導性を有するために、良好な調理結果を得ることができる。
【００８２】
さらに、炭素材料を主材とした複合材料においては、透磁率はほぼ１であるが、比抵抗は５μΩｍであり、十分な導電性もあるために、電磁誘導加熱が可能であり、高い発熱が得られ良好な調理結果を得ることができる。
【００８３】
なお、本実施の形態においては、炭素材料であるグラファイト粉体と樹脂材料であるポリイミドを重量比９：１の割合で混合して調理容器に成形したが、炭素材料の混合比率は、好ましくは２０％以上・９０％以下、より好ましくは３０％以上・８０％以下、さらに好ましくは４０％以上・７０％以下である。
【００８４】
【表３】
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これは、（表３）には示していないが、炭素材料の比率が２０％未満となると熱伝導率がステンレスＳＵＳ３０４と同程度またはそれ以下となり、調理容器として十分な性能を維持できなくなる傾向が有ることと、比抵抗が高くなりすぎるために、十分な電流が流れずに、電磁誘導加熱性能が不十分となることと関係がある。また、炭素材料の比率が９０％を超えると強度の低下を生じる点と、炭素材料の表面脱落が多くなる点を考慮すると、９０％以下とすることが望ましい。
【００８５】
ここで、内面をステンレスＳＵＳ３０４、中層をアルミニウム、外面をステンレスＳＵＳ４３０製とした３層構造の電磁誘導加熱対応型の調理容器と炭素材料を主材とした複合材料を基材とした調理容器と耐食性の比較実験を実施した。
【００８６】
耐食性の実験は、ＪＩＳ５４００に準じた塩水噴霧試験により実施し、所定時間経過後の腐食状況を観察したものである。
【００８７】
従来のＳＵＳから構成されるものでは、外面のステンレスに７２時間で赤錆が発生してしまうのに対して、炭素材料を主材とした複合材料を基材とした調理容器は塩水噴霧試験５００時間を経過しても腐食の発生は認められず、良好な耐食性が確認された。
【００８８】
なお、本実施の形態においては、樹脂材料にポリイミドを用い、炭素材料にグラファイトを用いたが、混合する樹脂材料の種類や比率、炭素材料の種類や熱処理の方法、あるいは、成形方法等の差異により本発明の調理容器の比重は幾分変動するものの、概ね、その比重は１．３〜２．２であり、ステンレスＳＵＳ４３０の７．９よりはるかに低く、アルミニウムの２．７と比べても小さな値であり、軽量化を図ることができる。
【００８９】
さらに、混合する樹脂材料の種類や比率、炭素材料の種類や熱処理の方法、あるいは、成形方法等の差異により本発明の調理容器の熱伝導率は変動するが、概ね、その熱伝導率は５０Ｗ／ｍ・ｋ以上であり、ステンレスＳＵＳ３０４の１６Ｗ／ｍ・Ｋよりも高く、場合によっては２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上と、アルミニウム同等かそれ以上の熱伝導率を達成可能であり、良好な熱伝導が得られる。
【００９０】
また、炭素材料と樹脂との混合比率、炭素材料の種類、粒子径やフレーク径、あるいは、成形条件を変更することにより強度や熱伝導率を調整可能な他、炭素材料は電気伝導性を有するため、比抵抗や厚さを調整した上で、適当な周波数を選択すれば電磁誘導加熱も可能となり、電磁加熱調理器での使用が可能となる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態においては、炭素材料を主成分とし、炭素材料に合成樹脂を添加した複合材料を基材として成形したので、熱伝導性がよく良好な調理結果を得ることができるとともに、軽量化を実現して使い勝手を向上することができ、かつ基材に金属を使用しないため腐食が生じない調理容器を提供することができる。
【００９２】
また、基材の炭素材料は、グラファイトであるので、軽量で、熱伝導性がよい調理容器とすることができるとともに、特に、グラファイトフレークを炭素材料として用いた場合には、その異方性を利用して、面方向と厚さ方向の熱伝導率に差を付け、良好な熱拡散を実現することができる。
【００９３】
なお、グラファイトフィルムＡに代えてグラファイトフィルムＢを用いた以外は同様にして行った実験の結果も、表３に列記した。
【００９４】
（実施の形態４）
実施の形態４に示す調理容器は、基材を構成する炭素材料として、グラファイトフィルムＡ粉末と直系約７μｍのピッチ系炭素繊維クロスを３：７の比率で混合した炭素材料を用い、この炭素材料に、上記実施の形態３と同様に、ポリイミド樹脂を重量比７：３の割合で含浸し、これを圧縮成形することによってポリイミド樹脂が半硬化状態となった厚さ０．１ｍｍのシート状のグラファイト／炭素繊維／ポリイミド混合材料とした。
【００９５】
つぎに、この厚さ０．１ｍｍの混合材料を５枚積層し、３７０℃１．５ＭＰａで圧縮成形を実施し調理容器形状とする。このとき、ポリイミド樹脂は圧縮成形中に熱硬化が進行する。他の構成は上記実施の形態３と同じである。
【００９６】
この複合材料の熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、ステンレスＳＵＳ３０４の６倍近い熱伝導率が得られるため、熱伝導性がよく、良好な調理性能を得ることができるとともに、炭素繊維により複合材料の強度が向上し、その引張り強度は１７００ＭＰａとなり、アルミニウム１２００−Ｈ１８の引張り強度１７００ＭＰａと同等の強度が得られたため、丈夫で耐久性のある調理鍋とすることができる。
【００９７】
また、調理容器の基材の内面に、非粘着性のコーティングとして、フッ素樹脂コーティングを施してもよい。たとえば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂を主成分とする液状のプライマ塗料を塗装、乾燥後、フッ素樹脂であるＰＦＡ粉体塗料を塗装して、これを３８０℃１５分間焼き付けて厚さ５０μｍのフッ素樹脂コーティングを施しても良い。
【００９８】
このように、調理容器を構成する基材の内面にフッ素樹脂コーティングを施すことで、被調理物がこびり付かず、お手入れ性が良好で、使い勝手が良好な調理容器とすることができるとともに、基材の複合材料に添加されている合成樹脂がポリイミド樹脂であり、プライマ中にもポリイミドが添加されていることから、基材とプライマの密着性がよく、耐久性の高いフッ素樹脂コーティングとすることができる。
【００９９】
以上のように、調理容器の内面に非粘着性のコーティングを施すことで、調理物のこびりつきが少なく、使い勝手がよい調理容器とすることができる。
【０１００】
また、調理容器の基材の外面に、保護コーティングを施してもよい。たとえば、アクリル／シリコーン系の塗料をスプレー塗装後、２００℃２０分間焼成して厚さ２０μｍの皮膜を形成しても良い。
【０１０１】
このように、調理容器を構成する基材の外面に施した保護コーティングにはシリコーンが添加されているため、非粘着性に優れているので、汚れが付着しにくい調理容器とすることができるとともに、保護コーティングにより調理容器の傷つきを防止でき、耐久性の高い調理容器とすることができる。
【０１０２】
なお、基材の保護としては、耐熱樹脂コーティングを施してもよいし、耐熱樹脂フィルムをラミネートしてもよく、同様の作用、効果を得ることができる。
【０１０３】
以上のように、調理容器の外面に保護コーティングを施すことで、外面に施した保護コーティングにより、調理容器を構成する基材を保護し、耐久性の高い調理容器とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明にかかる加熱あるいは電磁誘導加熱用調理容器は、軽量であるために使い勝手がよく、なおかつ、熱伝導がよいために、加熱あるいは電磁誘導加熱により発生した熱が素早く調理容器全体に伝わり、良好な調理結果を得ることができるので、加熱あるいは電磁誘導加熱される調理容器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】原料フィルムの容器（Ａ）への保持方法。
【図２】容器（Ａ）の容器（Ｂ）への保持方法。
【図３】容器（Ａ）の容器（Ｂ）への保持方法。
【図４】容器（Ａ）、容器（Ｂ）の保持方法および原料フィルムの面方向と通電方向の関係。原料フィルムへの通電方向を示す直線と、原料フィルムの面方向に対する法線との、成す角が、９０度。容器（Ａ）と容器（Ｂ）は非接触。
【図５】本発明の実施の形態１における電磁誘導加熱式炊飯器用調理容器を備えた炊飯器の断面図
【符号の説明】
【０１０６】
１１  原料フィルムを保持するための、平滑な通電可能な平板
１２  容器（Ａ）
１３  原料フィルムを保持した容器（Ａ）
２１  円筒の容器（Ｂ）
２２  蓋
３１  容器（Ａ）と容器（Ｂ）の間に充填された、カーボン粒子
３２  容器（Ｂ）の外部周辺に充填された、カーボン粒子
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図５】
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