(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)最低１重量％の水溶性を持つ無機塩を0.1から30重量％、
(b)脂肪酸のセッケンを0.1から20重量％、
(c)中性脂肪を１から40重量％、
(d)水溶性で高分子の有機濃化剤を0.01から10重量％、および
(e)水
を含む組成物で、
降伏応力が１から１０パスカル（１０から１００dynes-cm-2）の値を有するチキソトロピー性を持ち、実質的に垂直な面に付着して、加熱される表面と汚れとの間に実質的に均一な膜を形成するコーティング組成物である、
実質的に垂直な加熱される表面をもコーティングして安定な膜を形成するための分散水溶液。
【請求項２】
(a)リン酸カリウムを１から20重量％、
(b)C10-18の脂肪酸のカリウム塩を0.5から10重量％、
(c)ココヤシ油、パーム油あるいはその混合物から選択した脂肪を１から20重量％、
(d)キサンタンガムを0.05から５重量％、および
(e)水
を含む組成物で、
降伏応力が１から１０パスカル（１０から１００dynes-cm-2）の値を有するチキソトロピー性を持ち、実質的に垂直な面に付着して、加熱される表面と汚れとの間に実質的に均一な膜を形成するコーティング組成物である、
実質的に垂直な加熱される表面をもコーティングして安定な膜を形成するための分散水溶液。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
電気式加熱オーブン、ガス式加熱オーブン、マイクロ波式オーブン、トースター、トースターオーブン等を含む調理器の内表面およびこれに類する表面を定期的に洗浄することは困難かつ不快な作業である。付着する食物による汚れは頑固でまた不快であることが多く、汚れの除去に用いる洗浄剤も目障りである。本発明は食物の汚れが接する加熱表面に施す汚れ防止用コーティングに用いる組成物に関する。このコーティング剤は、困難で不快な汚れを調理器から除去することを促進する様に機能する。このコーティング剤は、硬化し焼付いた汚れと調理器の表面の間に防止用コーティング膜を形成し、よって汚れの除去を促進する。このようなコーティング剤およびコーティング面に付着する汚れは、市販の洗浄用具によってすり磨くことで容易に除去される。多くの場合、それほど不快でなく目障りでもない洗浄用具を用いることで、調理器表面をよりきれいに保つことができる。
発明の背景
調理器の表面に食物の汚れが固く焼付くことは、施設の清掃員や家庭人にとって、長年に渡る問題である。調理中、一般に、食物による汚れが調理器の加熱される金属面または磁器面に付着する。食物による汚れは、無機物質および有機タンパク質、油脂もしくは炭水化物の汚れが様々な割合で混じったもので、焼付いたり、硬化したり炭化したりする。このような汚れは除去するのが困難で、洗浄に際しては相当な労力を要し、またしばしば目障りで不快な洗浄剤を非常に高濃度で使うことが必要となる。強力な洗浄剤を使うことなく、このような汚れを効果的に除去する方法がこの技術分野には必要である。
汚れを除去する際の困難さを減らす一つの方法は、高温になると汚れを炭化するという自洗浄機能を備えたオーブンに関係する。この自洗式オーブンは、一般に、そのなかの加熱表面上に触媒作用を持つコーティング剤を含んでいる。定期的に調理器を約２６０−３１６℃（約５００−６００°Ｆ）に加熱する。この温度になると、触媒作用を持つ表面によって、硬化し焼付いた汚れの燃焼を促進する様に設計しておき、その結果、汚れを灰にし、困難なく除去することができる。このような触媒作用を持つコーティング剤の一例が、Stilesらの細分化された熱安定性酸化触媒に関する米国特許第3460523号に見い出せる。
焼付いた汚れを除去する際の困難さを減らすもう一つの方法は、加熱調理器に用いることのできる防止用コーティング剤を明確化する試みのなかに見いだせる。その様な物質の例としては以下に挙げるものがある。米国特許第3196027号で、Whiteらは、ジメチルポリシロキサンを含んだ炭化水素溶剤を教示している。米国特許第3303052号で、Hatchらは、フッ化炭素推進薬を噴射剤とした水性エアロゾルの形で調理器表面にコーティングできる親水性の合成四珪酸化フッ素の雲母を教示している。米国特許第3877972号で、Arnoldは金属リン酸ポリマー組成物、例えば、ヘキサンに溶解したアルミニウムエチルオレイルオルトリン酸を教示している。カナダ特許第1047903号、Dimondは、オーブン用洗浄剤を教示している。その水性洗浄剤は、防止用コーティング剤として使用されず、有効な洗浄成分として使われ、主に水酸化ナトリウム、モノエタノールアミン、粘土様のベントナイト濃化剤、その他の成分を混合した塩水溶液からなり、エアロゾル性のオーブン用洗浄剤となる。米国特許第4877691号（PCT国際申請番号PCT/US91/05092）で、Cockrell, Jr.は、Veegum（登録商標）粘土などの無機濃化剤の分散した水溶液、重炭酸ナトリウムか重炭酸カリウムなどの無機水溶性塩および少量の湿剤からなる前処理用組成物を教示している。Cockrell, Jr.は多量の有機物質、特にザンサンガム（Xanthan gums）などの有機濃化剤の使用は非常に望ましくないとしている。Cockrell, Jrは、11段、9-19行において、ザンサン濃化剤が存在すると重炭酸塩を含む防止用コーティング剤は、室温で自然分解する傾向にあるとしている。二酸化炭素が放散するので、スプレー容器からその物質を分散させることは困難になる。さらに、加熱された調理器にコーティングすると、その物質は、発泡した乾燥薄膜を形成し、穴だらけになり非常にもろくなった。乾燥した薄膜ははげ落ち、調理器の壁面から分離した。濃化剤の実際の分解が指摘された。
特許公開番号平成3年38254、Makikoらは、固く滑らかな表面を形成する薄膜が、油性汚れの除去を可能にすることを教示している。その薄膜は、層構造化合物と固形の無機酸化化合物およびポリシロキサン結合剤からなる。
オーブンにおいて、焼付いた脂肪性の汚れの除去を促進する防止用コーティングに用いる物質はある程度成功している。しかし、ある物質が極端に無機的であるためため、コーティング剤が部分的に不溶性となり分散するのが困難となる。さらに、多くの防止用コーティング剤は、オーブンの加熱を繰り返すと硬化し、マイルドな水性界面活性剤を用いて取り除くことが困難になる傾向にある。結局、先行する技術分野における多くの物質が十分な防止膜を形成しない傾向にある。多くの場合、コーティング剤は十分な防止膜を形成しないし、多くの施設や家庭で受け入れられるほど十分には汚れの除去を促進しない。
この技術分野において本質的に必要とされることは、垂直もしくは傾いた表面に垂れることなくコーティングできる水性組成物を作ることである。その組成物は、硬化したり焼付き炭化した脂肪質の汚れと調理器の加熱表面の間で防止膜として作用し得る厚い層を形成することが期待される。防止用コーティング剤と焼付いた汚れは、マイルドな洗浄剤によって困難なく容易に除去できることが期待される。
発明の概要
我々は、中性有機脂質成分、いくらかの有限な水溶性を持つ無機物質、および水溶性の有機濃化剤を混合することによって、調理器の加熱表面に用いる防止用コーティング剤の性質を改良することができることを見い出した。組成物としては、擬似プラスティク性あるいはチキソトロピー性という有益な性質を持っていることが好ましい。このような粘度特性を、比剪断速度に対する粘度として図2および3に示してある。この物質は剪断することで粘度が減少し、スプレーによって簡便にコーティングすることができる。処理後、この物質は、汚れが付く表面に静置され、短時間で高粘度に戻る。この性質によって、剪断され低粘度になったコーティング剤は、初期の粘度に戻るまでの短時間は、流動できる。この限局された流動性によって、もとよりもより一層均一なコーティング膜ができる。この性質は、図１のグラフに示した剪断応力と剪断速度の履歴現象に関する特性データから導いた降伏点によって、定量化することができる。降伏点の好ましい値は約１−１０パスカル・秒（約１０−１００dynes-cm-2）である。
調理器にコーティングしたならば、これらの物質は、マイルドな水性洗浄剤に対するいくらかの溶解性あるいは分散性と実質的なコーティング能とを持つコーティング用組成物になりうる。また、これらの物質は、汎用されている業務用あるいは家庭用オーブンにおいて加熱の繰り返しに耐えることができ、その間、食物の汚れを防止する性質が維持されている。この組成物を冷えている調理器にコーティングした後、その調理器を加熱し表面膜を乾燥させ、丈夫で，いくらか硬化しているが機能しうる防止用コーティング膜を形成できる。
本発明の組成物は次のものを含む。（a）少なくとも約１重量％の水溶性を示す無機塩を約0.1から30重量％、（b）脂肪酸のアルカリ金属塩を約0.1から20重量％、（c）飽和中性脂肪を約1から40重量％、（d）実質的に水溶性な高分子有機濃化剤を希釈水溶液として約0.01から10重量％。このような組成物はチキソトロピー性を示し（降伏応力値として、約１−１０パスカル・秒（約１０−１００dynes-cm-2）、好ましくは３−８パスカル・秒（３０−８０dynes-cm-2）を示す）、また、汎用のスプレー装置を用いてオーブンの表面にコーティングでき、付着し垂れることのない安定なコーティング膜を形成する。この組成物をスプレーしてできたコーティング膜は、調理器使用時の高温下で砕けたり、削れたりあるいは剥げたりしないような耐久性を持つ。いろいろな厚みに対応して、この組成物を作ることができる。このコーティング剤は水溶液あるいは洗浄剤に溶けて分解され、水またはマイルドな水性洗浄剤を用いて容易に除去できる。無機塩と脂肪酸塩（セッケン）は、水性洗浄剤とともに除去を促進する様に作用する。本発明の組成物では、不溶性の無機物質、特に、加熱を繰り返すことでコーティング剤の除去が困難になる原因である粘土などの不溶性の無機濃化剤を使うことを避けている。従って、本発明の組成物は、本質的に不溶性無機濃化剤あるいは粘土を一切含まない。
発明の詳細な説明
本発明の防止用コーティング剤は、水溶液として作られ、可溶性無機塩を含む。この無機塩は、その除去を容易にするため、室温において少なくとも約0.1重量％、好ましくは約1％の水溶性を示す必要がある。本発明の組成物は、0.1重量％以下の可溶性を示す程度の、実質的には水に対して不溶性の無機物質は含まない。このような無機塩として、一般に用いる種々の陰イオン、例えば、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸や安息香酸、酢酸、クロロ酢酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸などの有機酸のアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属塩が使われ得る。好ましい塩としては、完全に無機水溶性で、食品安全性がある塩で、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムなどである。
本発明の水性組成物は、水溶性塩と脂肪酸塩とを混合している。この物質は、いわゆるセッケンで、無機塩と混合して容易に水溶液に分散され、均一の物質になる。このセッケンは、調理器表面を湿らせることと、タンパク性あるいは脂肪性の汚れが付着する防止用コーティング膜を形成することに役立っている。脂肪性のセッケンは、中性脂肪を水酸化ナトリウムか水酸化カリウムなどの無機塩でけん化することで一般的に合成するか、あるいは水酸化カリウムか水酸化カリウムなどのアルカリ金属塩で遊離脂肪酸を中和することで合成できる。高度に不飽和な物質は分解され、防止膜の形成を阻害する。好ましい脂肪は、実質的に飽和したものである。ある程度の不飽和は許容できるが、最大不飽和度は、約20モル％以下で、これは、ヨウ素価50以下に相当する。本発明に用いる飽和脂肪酸は、C6-24の脂肪酸あるいはそれらの混合物である。例えば、カプロン酸（C6）、カプリル酸（C8）、カプリン酸（C10）、ラウリン酸（C12）、ミリスチン酸（C14）、パルミチン酸（C16）、ステアリン酸（C18）、エイコサン酸（C20）、ドコサン酸（C22）、テトラコサン酸（C24）およびこれらの混合物である。ココヤシの脂肪酸のヨウ素価は約5から10、オレイン酸のヨウ素価は88から93、両者を50対50で混合したものはヨウ素価約50となる。ココヤシ油はヨウ素価約9である。このようなセッケンは発泡性であることが知られているが、消泡用の成分を適当に配合すれば、本発明の組成物に用いることができる。
本発明の組成物において、中性脂肪を可溶性無機塩と脂肪酸塩とに混合することができる。脂肪性物質は他の成分とともに安定な防止用コーティング膜を形成し、加熱される際には、無機塩と反応し、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属のセッケン濃度の増加をきたし、次に行う除去を改良促進する。好ましい脂肪は、加熱を繰り返す間に起こる酸化的分解に耐える程度の不飽和量を含むものである。この脂肪性物質の最大不飽和度は、10モル％以下あるいはヨウ素価約10以下である。このような脂肪は一般にアルコール、ジオール、トリオールの脂肪酸エステルで、遊離の酸は少しかあるいは全く含まない。極一般的には、このような脂肪はグリセロールの脂肪酸モノエステル、ジエステル、あるいはトリエステルである。グリセロール脂肪酸エステルは、上記したC6-24脂肪酸の単一あるいは混合物を含み得る。本発明の組成物において、本発明に関わる脂肪酸エステルは、グリセロールのモノエステル、ジエステルあるいはトリエステルから成り得る。
実際に可溶な有機濃化剤は、本発明の組成物にチキソトロピー性を付与するために用いる。好ましい濃化剤は、ある程度水溶性で、その除去が容易である。本発明の組成物に用いる可溶性有機濃化剤としては、例えば、ポリアクリル酸とナトリウム塩のカルボキシル化ビニルポリマー、エトキシル化セルロース、ポリアクリルアミド濃化剤、キサン組成物、ガーゴム、アルギン酸ナトリウムとアルギン生成物、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびある程度の水溶性をもつそのほか類似の水性濃化剤がある。本発明に用いるのに好ましい濃化剤は、ガーゴムや、Merck社のKelco部門から市販されている商品名KELTROL、KELTROL-T、KELZAN、KELZAN D35、KELZAN S、KELZAN XZのザンサン濃化剤などである。高い水溶性、実質的降伏応力値、そして強力な濃化力の点で、このようなザンサンポリマーあるいはザンサンとガーゴムの混合物が推奨される。本発明の組成物は、低濃度のザンサン濃化剤で合成されるが、それでも実際上水溶性で、水性洗浄剤かマイルドな水性界面活性剤で分散できる。
図面の詳細な解説
図１は本発明組成物の擬似プラスチック性あるいはチキソトロピー性をグラフで表わしている。図１のグラフのデータを得る過程で、本発明組成物を粘度計内で剪断速度0から機械的に最高の剪断力（100％D）を得るまで剪断力を連続的に増加させてかける。最高剪断力に達したとき、剪断力を0％まで減じる。図において、最初のグラフ（曲線A）は剪断力を増加したときの反応で、2番目（曲線B）は剪断力を減少させたときの反応を示す。原点（剪断速度0）付近で、上のグラフは剪断速度の増加を意味し、下のグラフは剪断速度の減少を意味する。降伏応力値は、グラフが中断する点での垂線から得られる剪断応力の絶対値（Sr）から計算できる。図１において、グラフは、剪断速度増加時は約0.2で、剪断速度減少時は約0.1で明らかに中断する。グラフに前置きした数式から、機器固有定数Aを約3.76、機器固有定数Mを約4.4とすると、図の実験で、好ましい組成の時には、物質の降伏点は３．８−７．５パスカル・秒（３８−７５dynes-cm-2）の間になる。
図２および３は、おのおの支軸2および3番を用いてBrookfield粘度計で、室温で一定回転で剪断したときの物質の粘度測定を示す。これらのデータから、低剪断力の時でさえ、組成物は、剪断力の大きな低下を示すことが証明された。粘度は、0.5RPMで約23000cPから1RPMで約13000cPへとほぼ50％急激に低下する。粘度は、50RPMでは約97％急低下し720cPになる。
本発明の水性コーティング剤は、安定で単相な水溶液すなわち分散した液を形成する様に、汎用の製造装置で構成成分を混合することで製造できる。最終単相混合液を得るためには、構成物質を任意の順序に混合できる。しかし、構成物質は溶解性が減じるような順番で混合するのが好ましい。したがって、溶解性と製造の方法に応じて、汎用混合装置にて、最初に無機塩あるいは脂肪酸のセッケンのいずれかを水道水あるいは脱イオン化水に分散させることができる。セッケンと塩を水溶液として均一に混合したあと、そこに濃化剤をゆっくり加え、均一な濃化した混合液を得る。最後に、脂肪成分を加える。製造過程でセッケンを合成する場合には、混合装置にて、脂肪酸を加える前に、水酸化ナトリウムか水酸化カリウム等のアルカリ金属塩をいくつかの割合で水に加える。それから、脂肪酸をその塩溶液に加え、セッケンを合成する。脂肪酸を完全に加えたあと、無機塩に続いてその他の成分を加える。本物質の典型的な成分組成を以下の表1および2に示す。
0003825042.tif 000002
0003825042.tif 000003
製造後、本組成物は、ポンプ式スプレーあるいはエアロゾルスプレー装置を用いて、加熱表面にコーティングできる。エアロゾルスプレー装置では、本発明組成物を、ブタン、プロパン、フレオン、一酸化二窒素などの噴射剤、その他の汎用噴射剤、あるいはそれらの混合物と混ぜ合わす。一般に用いる噴射剤の量は、エアロゾル容器内容量の約5から50重量％にわたる。ポンプ式スプレーの場合、そのノズルは、噴霧する際の物質の粘度に適合している。本物質のチキソトロピー性により、噴霧する際には、その粘度が減少する。このチキソトロピー性により、ポンプ式スプレーで噴霧するのに必要なエネルギーが減る。
スプレー装置で本水性物質をコーティングした後、そのチキソトロピー性によって、コーティング膜は乾燥する前に、非常に厚く、そして高粘性になる。コーティング膜の厚みのために、垂れたり流れたりすることはほとんどあるいは全くない。しかし、本物質を過剰量コーティングしたならば、いくらかの流出が起きうる。コーティング後、本水性物質を自然状態か、高温下で乾燥させて水分を完全に除き、コーティング剤を白い膜様の有機／無機物質よりなる沈積物になるまで乾燥させる。本発明のコーティング膜を完全に乾燥させる一つの好ましい方法は、調理器を繰り返し加熱することである。その際、本組成物が10分から40分間約100度C以上から300度Cまでの温度になるようにする。形成されたコーティング膜は、本来、無機／有機物質よりなり、固く砕けやすくなることなく、弾力性があり丈夫である。乾燥後、できたコーティング膜の厚さは約0.02から約5mmになると思われる。好ましくは、厚さは約0.01から約2mmになるとよい。
いったんコーティング膜が完全に形成されると、オーブンは通常の方法で使用できる。食物をオーブンに入れ、典型的な調理法にしたがって推奨温度で加熱調理できる。本発明組成物を使用することで、オーブンの取扱い法を変えることはない。本発明物質は、食品安全性があるか食品級であることを考慮しているので、食品への混入という問題を予想することはない。
次に示す実例とデータから、本発明の取扱いを理解する基礎と最良の方法を示す。
実施例1
モーター駆動式の撹拌装置がついた1000mlのガラス製容器に425.75gの脱イオン水を加えた。撹拌を始め、そこに45重量％の有効水酸化カリウム液を6.25g加えた。水酸化カリウムの混合完了後、ココヤシ油から抽出した、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸からなる混合脂肪酸6.25gを撹拌している水酸化カリウム液にゆっくり加え、均一に混ぜた。ココヤシの脂肪酸の混合完了後、オレイン酸6.25gを、このセッケン液にゆっくり加えた。撹拌し均一のセッケン液になったら、その撹拌中の液にK3PO425gを加えた。リン酸カリウムに続いて、ザンサン（Merck社Kelco部門が製造しているKELTROL-T）3gをゆっくりその液に加えた。ザンサンを加へ完全に溶解したら、次に、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸その他を含む混合脂肪酸のトリグリセリドエステルからなるココヤシ油37.5gを加えた。混合した組成物は、濃化した塩水溶液中で中性脂肪とセッケンが白く分散した様相を示した。この物質はチキソトロピー性を示し、静置すると高粘性になり、撹拌すると相対的に低粘性になる。
この物質をステンレスステール製タイルにコーティングし、付着した安定な膜を形成させ、２６０℃（５００°Ｆ）で72時間オーブンで焼いた。コーティング膜は白色のままで、丈夫で弾性であるが、砕けたりもろくなったりせず、また、表面から分離しなかった。2枚のステレスステール製のタイルをこの物質で処理し、２０４−２１３℃（４００−４１５°Ｆ）で焼いた。この物質は白色のままで、そのタイルに強固に付着した。一般のガスオーブンで生じる代表的な食物による汚れを、コーティングした面に処理し、２０４℃（４００°Ｆ）で4時間焼いた。汚れは縮小し、コーティング膜が汚れを寄せつけないことが証明された。
焼付いた汚れを除去する試験を行った。研磨用パッドを用いると、汚れは一回強くこすると容易に除去できた。水道の蛇口から水をながしたら、コーティング膜は即座に流された。汚れとコーティング剤の間をスポンジで軽く処理することで、汚れは容易に除去された。
上記の詳細な説明、実施例、実験から、本発明を理解する基礎を得ることができる。しかし、本発明の意図とその範囲からはずれることなく、本発明を多様に具体化することができる。したがって、以下に既述する請求項において本発明を明らかにする。
【図１】
0003825042.tif 000004
【図２】
0003825042.tif 000005
【図３】
0003825042.tif 000006