(57)【要約】【課題】種々の色に着色することができ、かつ良好な耐熱性を有する調理器用トッププレートを得る。【解決手段】調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、ガラス基板と、ガラス基板の一方の面上に設けられ、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる干渉層と、干渉層の上に設けられ、チタンまたはニオブからなる遮光層と、遮光層の上に設けられ、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備え、干渉層及び保護層は、物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜である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】
調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の一方の面上に設けられ、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる干渉層と、
前記干渉層の上に設けられ、チタンまたはニオブからなる遮光層と、
前記遮光層の上に設けられ、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備え、
前記干渉層及び前記保護層は、物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜であることを特徴とする調理器用トッププレート。
【請求項２】
前記干渉層の厚みが、５〜２５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の調理器用トッププレート。
【請求項３】
前記遮光層の厚みが、７５〜２５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の調理器用トッププレート。
【請求項４】
前記保護層の厚みが５０〜２００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
【請求項５】
５００℃３０分間の耐熱性試験後の色度変化が、ｘ及びｙともに０．０３以内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の調理器用トッププレートを製造する方法であって、
物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、前記干渉層を前記ガラス基板上に形成する工程と、
前記遮光層を前記干渉層上に形成する工程と、
物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、前記保護層を前記遮光層上に形成する工程とを備えることを特徴とする調理器用トッププレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁加熱（ＩＨ）調理器、赤外線加熱調理器、ガス調理器などの上部に配置される調理器用トッププレート及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁加熱調理器や赤外線加熱調理器に用いられるトッププレートとしては、低熱膨張であるガラス、セラミックス等の材料が用いられている。また、ガス調理器においても、美観性や清掃性が優れていることから、低熱膨張のガラス、セラミックス材料等が用いられるようになっている。これらのガラス等を用いたトッププレートにおいては、内部の調理器や温度センサーなどを視覚的に隠蔽するため、Ｔｉ膜などの金属膜を基板上に形成し、金属光沢などによる美観をトッププレートに付与している。
【０００３】
しかしながら、Ｔｉ膜を遮光層として用いたものは、保護層であるＴｉ膜の色調であるシルバー色以外の色に着色させることができなかった。このため、種々の色に着色させることが可能で、かつ耐熱性に優れた調理器用トッププレートが求められている。
【０００４】
特許文献１においては、Ｓｉ、Ｔｉなどの種々の金属膜を遮光層として用いた調理器用トッププレートが提案されている。ここで提案されている調理器用トッププレートは、種々の色に着色させることができ、かつ耐熱性に優れたトッププレートとすることを目的とするものであるが、より厳しい基準での耐熱性を満足することができるものではなかった。
【特許文献１】特開２００４−３３３１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、種々の色に着色することができ、かつ良好な耐熱性を有する調理器用トッププレート及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、ガラス基板と、ガラス基板の一方の面上に設けられ、窒化珪素または窒化アルミニウムからなる干渉層と、干渉層の上に設けられ、チタンまたはニオブからなる遮光層と、遮光層の上に設けられ、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備え、干渉層及び保護層は、物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜であることを特徴としている。
【０００７】
本発明においては、ガラス基板上に、干渉層、遮光層、及び保護層をこの順序で積層し、干渉層及び保護層を窒化物の薄膜から形成しており、この干渉層及び保護層の窒化物の薄膜を物理的蒸着法で形成する際、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成している。このように、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成された薄膜を干渉層及び保護層として用いることにより、良好な耐熱性を有する調理器用トッププレートとすることができる。
【０００８】
本発明において、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、干渉層及び保護層を形成することにより、良好な耐熱性が得られる理由の詳細については明らかではないが、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で干渉層及び保護層を形成することにより、緻密な窒化物薄膜を形成することができ、耐熱性試験における加熱によっても、その膜厚の変化が少ないため、良好な耐熱性を示すと思われる。なお、本発明において、耐熱性は、耐熱性試験により、色調の変化が少ないことを意味する。
【０００９】
本発明において、干渉層及び保護層の耐熱性試験における膜厚の変化は、１０％以内であることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、上述のように、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で干渉層及び保護層を形成している。Ｎ２ガスの含有量が少な過ぎると、良好な耐熱性が得られない。Ｎ２ガスのより好ましい範囲は、９５〜１００体積％であり、さらに好ましくは、９７．５〜１００体積％である。
【００１１】
本発明において、干渉層は、窒化珪素または窒化アルミニウムの窒化物薄膜から形成される。この干渉層の膜厚を変化させることにより、調理器用トッププレートを種々の色に着色することができる。干渉層の膜厚は、５〜２５０ｎｍの範囲であることが好ましい。膜厚が薄くなり過ぎると、ガラス基板と干渉層、及び干渉層と遮光層との間での干渉効果が得られにくくなり、種々の色に着色させることができなくなる場合がある。また、膜厚が厚くなり過ぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。干渉層が窒化珪素から形成される場合、その膜厚は５０〜２５０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。また、干渉層が窒化アルミニウムから形成される場合、その膜厚は５〜５０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。
【００１２】
本発明において、遮光層は、チタンまたはニオブから形成される。遮光層を、チタンまたはニオブから形成することにより、良好な耐熱性が得られる。遮光層の膜厚は、７５〜２５０ｎｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは７５〜１５０ｎｍの範囲である。遮光層の膜厚が薄くなり過ぎると、調理器の内部構造を隠すための隠蔽力が低下し、美観が損なわれる場合がある。また、遮光層の膜厚が厚くなり過ぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。
【００１３】
本発明において、保護層は、窒化珪素、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、及び窒化ニオブより選ばれる少なくとも１種の窒化物薄膜から形成される。このような窒化物薄膜から形成することにより、良好な耐熱性が得られる。保護層の膜厚は、５０〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。保護層の膜厚が薄くなり過ぎると、良好な耐熱性が得られない場合がある。また、保護層の膜厚が厚くなり過ぎても、それに伴う技術的効果が得られず、経済的に不利になる場合がある。
【００１４】
本発明の調理器用トッププレートは、良好な耐熱性を有している。本発明の調理器用トッププレートとしては、５００℃３０分間の耐熱試験後の色度変化が、色度の指標であるｘ及びｙとともに０．０３以内であることが好ましい。
【００１５】
本発明における干渉層及び保護層は、物理的蒸着法により形成される。物理的蒸着法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの薄膜形成方法が挙げられる。特に、スパッタリング法により、干渉層及び保護層が形成されていることが好ましい。従来、スパッタリング法などの物理的蒸着法で、窒化物薄膜を形成する場合、Ｎ２ガスとともに、Ａｒ（アルゴン）ガスなどの不活性ガスを混合した混合ガスが雰囲気ガスとして用いられている。しかしながら、Ａｒガス等の不活性ガスを大量に含んだ従来のガス雰囲気中で、干渉層及び保護層を形成すると、本発明のような良好な耐熱性が得られない。本発明においては、Ｎ２ガスの含有量を９０〜１００体積％とすることにより、耐熱性に優れた調理器用トッププレートとしている。
【００１６】
本発明において、遮光層の薄膜形成方法は、特に限定されるものではないが、干渉層及び保護層と同様に、物理的蒸着法により形成することができる。物理的蒸着法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などが挙げられる。これらの中でも、特にスパッタリング法が好ましく用いられる。遮光層を形成する際のガス雰囲気は、チタンまたはニオブからなる薄膜を形成することができるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、Ａｒガスなどの不活性ガス雰囲気中で形成することができる。
【００１７】
本発明におけるガラス基板は、６００℃からの急冷に耐える、いわゆる耐熱衝撃性に優れたガラスが使用でき、具体的には５０×１０−７／℃以下の熱膨張係数を有するガラスが好適であり、低膨張の硼珪酸ガラス、石英ガラスあるいはβ−石英固溶体を主結晶とする低膨張結晶化ガラスが使用可能である。特に、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が、−１０〜＋３０×１０−７／℃、さらに好ましくは−１０〜＋２０×１０−７／℃のガラスは、耐熱衝撃性がさらに高く、燃焼時に、ガラス基板内での温度分布が大きくなってもストレスが発生しにくく割れにくいため好ましい。
【００１８】
本発明の製造方法は、上記本発明の調理器用トッププレートを製造することができる方法であり、物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、干渉層をガラス基板上に形成する工程と、遮光層を干渉層上に形成する工程と、物理的蒸着法により、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で、保護層を遮光層上に形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００１９】
本発明の製造方法によれば、干渉層の膜厚を変化させることにより、種々の色に着色することができ、かつ良好な耐熱性を有する調理器用トッププレートを製造することができる。
【００２０】
本発明の製造方法において、干渉層及び保護層は、上述のように、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法により形成することができる。また、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で形成するので、耐熱性試験前後の色度変化が少ない、良好な耐熱性を有する調理器用トッププレートとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の調理器用トッププレートは、干渉層の材質及び膜厚を変化させることにより、種々の色に着色することができる。また、本発明においては、干渉層及び保護層を、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％であるガス雰囲気中で物理的蒸着法により形成しているので、耐熱性試験前後における色度変化が小さく、良好な耐熱性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２３】
〔調理器用トッププレートの作製〕
ガラス基板として、結晶化ガラス（日本電気硝子社製「ネオセラムＮ−０」：３０℃〜５００℃における平均線熱膨張係数：０×１０−７／℃、厚み４ｍｍ）を用いた。このガラス基板の上に、表１〜４に示す膜材質を用い、表１〜４に示す厚みとなるように、干渉層、遮光層、及び保護層をこの順序でそれぞれスパッタリング法により形成した。なお、スパッタリング法に各層を形成する際の成膜雰囲気は、表１〜４に示すガス雰囲気とした。なお、各表に示すガス雰囲気条件の％は、体積％である。
【００２４】
〔耐熱性試験〕
得られたトッププレートについて、耐熱性試験を行った。耐熱性試験は、電気炉内で、５００℃３０分間加熱することにより行った。耐熱性試験前及び後において、色調及び色度を測定し、色調及び色度の変化から、耐熱性を評価した。なお、色度の変化が大きいほど、色調は大きく変化し、耐熱性が劣ることを示す。
【００２５】
色調は、各試料をガラス基板（膜が形成されていない面）側から目視で観察し、その色を評価した。なお、「（赤）黒系シルバー」は赤みがかった黒系シルバーを意味し、「（黄）黒系シルバー」は黄色がかった黒系シルバーを意味し、「（青）黒系シルバー」は青みがかった黒系シルバーを意味している。
【００２６】
色度は、波長４００〜７００ｎｍの光をガラス基板側から入射させて、その反射率を分光光度計を用いて測定し、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｚ  ８０７１に基づいて色度を算出した。
【００２７】
耐熱性の評価結果を表１〜４に示す。
【００２８】
【表１】
2009167088.tif 000002
【００２９】
【表２】
2009167088.tif 000003
【００３０】
【表３】
2009167088.tif 000004
【００３１】
【表４】
2009167088.tif 000005
【００３２】
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．１６は比較例である。
【００３３】
試料Ｎｏ．１５においては、干渉層を形成する際のガス雰囲気条件を、Ｎ２ガス６０％、Ａｒガス４０％としている。このようなガス雰囲気条件で形成された干渉層を有する比較例の試料Ｎｏ．１５においては、耐熱性試験前及び試験後において、色調及び色度が大きく変化しており、良好な耐熱性が得られていない。
【００３４】
試料Ｎｏ．１６においては、保護層を形成する際のガス雰囲気条件を、Ｎ２ガス６０％、Ａｒガス４０％としている。このようなガス雰囲気で形成した比較例の試料Ｎｏ．１６においては、耐熱性試験前及び試験後において、色調及び色度が大きく変化しており、良好な耐熱性が得られていない。
【００３５】
これに対して、本発明に従い、Ｎ２ガスの含有量が９０〜１００体積％の範囲内のガス雰囲気中で干渉層及び保護層を形成した試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４においては、耐熱性試験前及び試験後において、色調及び色度の変化が小さく、良好な耐熱性が得られている。
【００３６】
また、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１４においては、干渉層として、Ｓｉ３Ｎ４またはＡｌＮを用い、その膜厚を変化させることにより、種々の色調の調理器用トッププレートが得られている。
【００３７】
上記実施例においては、Ｎｂ（ニオブ）膜を遮光層として用いたが、遮光層としてチタン（Ｔｉ）膜を用いた場合においても、上記と同様の効果が得られることを確認している。
【００３８】
また、上記実施例においては、保護層として、Ｓｉ３Ｎ４膜を用いたが、保護層として、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、及び窒化ニオブを用いた場合にも、上記と同様の効果が得られることを確認している。