【手続補正書】
【提出日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
電子レンジのマイクロ波を利用して食品の調理、加熱、解凍を行うときにマイクロ波を直接食品に照射せずに、熱効率を上げて赤外線によって調理、加熱、解凍を行う陶磁器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
請求項１、請求項２に利用する陶磁器に塗布又は刷毛塗りし焼結して利用する、安全で熱効率の高い磁性素材とその組成。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
電子レンジのマイクロ波を利用し、陶磁器を加熱するとき、磁性素材を陶磁器に塗布又は刷毛塗りし焼結して、調理上の機能性を高める方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】陶磁器の容器に入れる食品を効果的に加熱するには、磁性体や磁性フェライトから発熱するエネルギーの多くが容器の内部に向かって放出されると熱効率が高くなる。陶磁器の構造は断熱効果が高く、容器の内部で発熱すると熱効率が高くなる。内部の釉薬の内側に薄い膜で磁性体や磁性フェライトが発熱すると外部の陶磁器が断熱効果となり、熱効率が高くなり、保温性も高まる。陶磁器は全て蓋と容器が一体となって熱効率が高くなる。サランラップなどのフイルムによる被いをする加熱方法は環境面からも除くことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】炭化珪素、炭素系素材を粘土や釉薬に混合している陶磁器もあるが温度が一気に上がり、昇温制御が困難で、こげ安く調理には向いていない。磁性体のなかには、マグネトロン等のように組成によって温度の制御が困難な素材があり、組成の選別をしなければ利用が困難である。
電子レンジによる直接加熱では、加熱する素材の誘電率の差によって温度格差が生じ、同一容器の中でも均一な加熱や解凍が出来ていない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】日本では、家庭用の電子レンジの普及率は９５％とされている。又コンビニエンスストアーを始め、外食産業、給食産業への電子レンジの普及率も高い。しかし電子レンジは出力に対して、食品を加熱するエネルギー効率が悪く、電子レンジの庫内全体のステンレス板を加熱しており、エネルギーのロスが大きい。
電気消費に対して、省エネルギー対策は国民的な課題である。
電子レンジによる加熱の方法には、マイクロ波の誘電加熱と誘導加熱があるが、この二つの特長を生かし、相乗効果として利用し、熱効率を上げた方法が取られていない。多くの加熱では、直接食品にマイクロ波を照射し誘電加熱による加熱方法が多い。
磁性体や磁性フェライトを利用しても、直接マイクロ波が食品に照射される構造が多く、熱効率の改善には結びついていない。
熱効率を上げるには、磁性体や磁性フェライトが容器全体の内側に塗布又は刷毛塗りし、薄い膜を形成し、直接食品を入れている内部にマイクロ波が透過されない構造にすると熱効率が高くなる。陶磁器に塗布した磁性体や磁性フェライトが誘導加熱を効果的に生じるには、電子レンジのマイクロ波が３６０°陶磁器全体の内部に吸収されて、始めて誘導加熱と誘電加熱のエネルギー効果が大きく、磁性体や磁性フェライトの熱エネルギーが内部に入れた食品に向かって放出される構造をとると熱効率が高くなる。
食品には誘電率の異なる食材を幾種類も合わせ加工されている。
直接マイクロ波が照射されると加熱する素材の誘電率の違いから発熱の温度格差が生じる。誘電加熱のときに、マイクロ波のエネルギーによって食品の組成が化学変化を起こしたり、化学合成も可能であることが解り始めた。
食品に直接マイクロ波が吸収されると化学変化が生じ味覚の変化や組成の変化が生じ、組成によっては、危険性が生じる場合があり、安全性からも直接マイクロ波を照射する加熱方法は、避けることが望ましい。
電子レンジを利用して直接マイクロ波を食品に照射せずに、調理、加熱、解凍が可能で且つ、直接マイクロ波を食品に照射するよりも熱効率が高く、耐久性の強い調理用具が求められている。
そこで、耐久性に優れた陶磁器を利用し、陶磁器の内部全体に磁性体又は磁性フェライトの粉末を塗布し、５〜２０ミクロンの薄い膜を作り、その上に釉薬を燒結し、陶磁器を仕上げた。
磁性素材は保磁力が高く、調理温度に最適なキュリー温度を選定した。陶磁器は素焼きの内面に薄い磁性体の層が作られ、その上に釉薬が燒結した３層の状態になっている。保磁力の高い磁性体はマイクロ波の吸収率が高く、早い発熱効果を示す。
保磁力の高い磁性体にマイクロ波の２．４５ギガヘルツが照射すると、強磁性共鳴を起こし、発熱効果が高くなると同時に磁化が増幅する。磁性体にマイクロ波を照射すると誘導加熱を示し、渦電流が生じると自己磁場の強い素材はマイクロ波電界による電磁誘導によって磁場は大きくなり強磁性共鳴を起こし、熱効率が高くなる。
誘導加熱で自己磁場が電磁誘導され増加するには、一定の磁性体の薄膜の層を作る必要があり、磁性体が粘土や釉薬に分散していては渦電流が生じないために、熱効率は上がらない。薄膜の層の厚さは粉体の粒子や膜の厚さによって決まるが５〜２０ミクロンの厚さで渦電流が生じ、保磁力の強さによって強磁性共鳴が生じ高い熱効率を示す。
磁性体の保磁力は１０Ａ／ｍ以上が好ましい高さである。
磁性体や磁性フェライトの薄膜の外側には素焼きの陶磁器の厚い層になっており、保温性の高い容器になる。反対に容器の内側は磁性体や磁性フェライトをカバーする薄い釉薬だけであり、食品に対して熱伝導率の効率が高い。
磁性体のキュリー温度の選択は、調理する内容によって選択することが好ましいが、多くの調理や加熱、解凍の場合は、１００〜２５０℃の範囲である。卵料理は８０℃を利用すると、焼きこげる心配がない。表面を早く焼き目を入れる調理の場合は、２５０〜３００℃前後を選択すると、早く表面にこげが見られる。
煮炊きの場合は、１８０〜２５０℃が最適である。キュリー温度が最大比熱になり、熱効率の高い選択ができる。
陶磁器の素焼きの素材及び釉薬は、耐熱性の素材を選択し燒結温度は１、０００〜１、２８０℃の高温加工を行う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】陶磁器に塗布又は刷毛塗りする磁性体又は磁性フェライトの粒子が大きいときは塗布や刷毛塗りしたときにむらが生じるだけではなく、温度のばらつく原因になる。
粒子が大きくなるとそれだけ塗布や刷毛塗りする厚さが必要になる。塗布又は刷毛塗りの厚さと温度の上昇には大きな差が生じない。粒子はナノサイズから２０ミクロンまでが最適である。磁性体又は磁性フェライトの厚みは１ミクロン以上で高温になり、塗布の状態から１０〜２０ミクロンが加工のし易い範囲である。
このときの陶磁器に対して磁性体や磁性フェライトの重量に対する比率は、０．５〜２％の範囲で発熱の効果が得られる。
陶磁器を燒結するときに粘土や釉薬に混ぜて配合すると同一重量を入れても早い熱効率は得られない。陶磁器の素材の価格の中ではマンガン−フェライトやマンガン−亜鉛−フェライトは一番高く、薄膜にすることで低価格の素材で生産コストを抑えることが出来る。陶磁器の内側に薄い膜状に積層し、その上に釉薬を燒結して始めてマイクロ波が磁性フェライトに吸収され誘電加熱と誘導加熱が生じ、熱エネルギーが容器の内部に放出され熱効率が高くなり、経済的なエネルギーになる。