１）ＩＨ調理器対応型陶磁器製調理器具の開発―ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器を開発―

寺﨑信・吉田 秀治

ＩＨ加熱器対応型の給食用磁器製保温食器の作製を試みた。その結果、熱衝撃抵抗性などの物性が良好で、しかも、比較的発熱効率が高く、均一に発熱して効率よく加熱保温できるＩＨ加熱器対応型の磁器製保温食器を開発することができた。
表1 耐熱磁器用陶土の配合組成（wt％)

1. はじめに
最近では、病院、福祉施設および学校給食におい天草陶石 蛙目粘土 益田長石 仮焼タルク アルミナ
361061830て冷・温食供給のためＩＨ加熱器が組み込まれた保冷加熱カートが普及しはじめている。今後、給食の2.2 試料釉薬の調製現場でＩＨ加熱方式の保冷加熱カートが普及してい試料釉薬は、佐賀県陶磁器原料（株）製強化磁器

くであろうと予測されるが、このような保冷加熱カ用タルク釉を用いた。その釉薬と耐熱磁器素地焼成ートに対応した磁器製の食器の開発はあまり進んで体の熱膨張曲線や熱膨張係数などの熱的性質を図 2いない。しかし、このような食器は、将来的にＩＨに示した。

加熱方式の保冷加熱カートの普及に伴い大きな市場
0.450.40

Ｈ加熱方式保冷加熱カート対応した磁器製保温食器

0.35

熱 膨 張 率 （％ ）となる可能性がある。したがって、本研究では、Ｉの開発を行った。

2. 実験方法

平均線熱膨張係数（30℃～700℃）
素地：4.66×10-6（1/℃）
釉薬：3.84×10-6（1/℃）

0.30
0.25

素地

0.20

釉薬

0.15
0.10

2.1 試料素地用陶土の調製

0.05

試料素地用陶土は、当センターで開発した天火用0.0001）耐熱磁器を使用した。 陶土は、原料を表 1 に示し

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000た組成となるよう配合し、平均粒径が約 4μm となる温度（℃）

ように粉砕して調製した。また、調製した試料素地

図2 IH保温用素地及び釉薬の熱膨張曲線

積算重量％（wt％）

用陶土の粒度分布を図 1 に示した。
2.3 試料素地焼成体の吸水率及び嵩密度測定

1009080706050403020100

焼成体の吸水率及び嵩密度は、ASTM C 373-88 の方法で行った。

2.4 試料素地焼成体の曲げ強度測定
中心粒径
4.3μm

試料素地焼成体の曲げ強度は、JCRS203-1996（食器用強化磁器の曲げ強さ試験方法）の方法に準じ、05101520253035404550

粒子径（μm）

島津製作所製オートグラフ AGS-5kND で破壊荷重を測定し計算式で求めた。

図1 耐熱磁器用陶土の粒度分布

佐賀県窯業技術センター

平成17年度

研究報告書

1/4

2.5 試料素地焼成体の熱衝撃試験
熱衝撃試験は、JIS S 2400（陶磁器製耐熱食器）の経時変化を(株)チノー社製 CPA-8200 サーモグラ
フィーで測定して評価した。の方法に準じて試料素地焼成体に温度差 150℃から280℃の範囲で熱衝撃を与え、その試料の曲げ強度を3. 結果と考察

2.4 の方法で測定して強度変化により熱衝撃抵抗性

3.1 試料素地焼成体の性質
試料素地焼成体の物性を表 2 に、試料素地焼成体を評価して行った。のＸ線回折パターンを図 3 に示した。また熱衝撃試
2.6 試料素地焼成体結晶相の同定

験の結果を図 4 に示した。

結晶相の同定は、粉末 X 線回折法によりスペクト

この表から、試料素地焼成体は、吸水率が 0.06％、リス(株)社製 X Part PRO X 線回折装置で行った。

嵩密度が2.46g/cm3 および曲げ強度が128MPa の値を示すことが明らかとなった。嵩密度と曲げ強度が2.7 ＩＨ加熱器用銀製発熱膜転写紙の作製
ＩＨ調理器用銀製発熱膜転写紙は、外形 8cmφ、内径 2 cmφドーナッツ状の形状および三層構造２）となるように作製した。なお、銀ペーストは、昭栄化学（株）社製 H4804 を使用した。また、絵具層は、通常の磁器より大きいのは、図 3 に示したように試料素地焼成体中に Corundum(α－Al2O3)が存在しているためと考えられる。
これらの結果から、試料素地焼成体は、1300℃還元焼成で磁器化することが明らかとなった。

市販の耐酸有鉛絵具を使用し、透明フリット層は、また、試料素地焼成体の熱膨張係数は、4.66×10-6（有）エクセル製無鉛フリット 030 を使用した。

（1/℃）（30～700℃）の値を示した。この値は、天草陶土焼成体の熱膨張係数約 7.00×10-6（1/℃）（302.8 ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器の作製
ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器は、2.1 で調製～700℃）よりかなり小さい値であることが明らかとなった。

した陶土により、耐熱性の小鉢を焼成後 14φ×4H（cm）の寸法形状となるように成形し、2.2 で調製した釉薬を施釉してガス炉により還元雰囲気で焼成
温度 1300℃の条件で焼成して、さらに 2.7 で作製し

表2 試料素地焼成体の性質
吸水率（％） 嵩密度（g/cm3） 曲げ強度（MＰa） 熱膨張係数（1/℃）*

0.06

2.46

128

4.66×10-6*：30～700℃間の線熱膨張係数

たＩＨ調理器用銀製発熱膜転写紙を貼付し、電気炉12000により 800℃で焼成して作製した。作製したＩＨ加2.9 ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器の熱衝撃試験
ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器の熱衝撃試験は、X線強度（ｃｐｓ）

験や発熱試験の試料とした。

C：Cordierite
M：Mullite
Q：Quartz
Co：Corundum

10000

熱器対応型磁器製保温食器は、製品としての物性試

80006000C4000

CM

Q C
CC

Co
C

2000

温度差ΔＴ＝180℃とし JIS S 2400（陶磁器製耐熱MCQ

Co
CC
M

M
C Co
Q

M

CCoCo

C

C

C

Q

M

Q00食器）の方法に準じて行った。

1020304050602θ（deg.）

図3 試料素地焼成体のX線回折パターン

一方、試料素地焼成体の熱衝撃抵抗性は、図 4 に2.10 ＩＨ発熱膜の発熱試験
発熱膜の発熱試験は、ＩＨ加熱器として 100V 300W示した結果から熱衝撃温度差（ΔＴ）が 250℃まで仕様のシャープ（株）ＩＨ Serever を用い、試料表素地の大きな強度低下は認められず、ΔＴ＝250℃

面温度とＩＨ Serever の加熱による水 100g の水温まで良好であることが明らかとなった。

佐賀県窯業技術センター

平成17年度

研究報告書

2/4

このことから、試料素地は、ＩＨ加熱器対応型の磁器製保温食器の素地として良好であることが明ら度上昇に伴う発熱膜の微妙な電気抵抗の変化によりＩＨ Serever の通電が停止したと考えられる。
また、図 7a,b に示したステンレスポットおよび試かとなった。

料容器Ｂの水の沸騰状態の熱画像から、試料容器Ｂ
200

は、底面が全体に赤く表示されステンレスポットと180

曲げ強度（MPa)160

同様に均一に加熱されていることが明らかとなった。

140

これらのことから、試作容器Ｂは、ＩＨ加熱器対120100

応型の給食用磁器製保温食器としての性能が良好で80あると考えられる。

6040200050100

150200
熱衝撃温度（℃）

250300350

図4 試料素地の熱衝撃抵抗性

表3 IHサーバーに使用した試料容器の厚さと高台高さ

底面厚さ(mm)
高台高さ(mm)

試作A

試作B

ステンレス

4.92.2

3.20.90.70.0

3.2 ＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器の熱衝撃試験
試作したＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器に対し熱衝撃試験を行った結果、素地、釉面およびＩＨ発熱膜にひび割れや亀裂などの欠陥は生じなかった。
このことから、試作したＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器は、ＩＨ加熱器に対し十分に対応できることが明らかとなった。

3.3 ＩＨ発熱膜の発熱試験
ＩＨ発熱膜の発熱試験に用いた試料の形状および厚みと高台高さの寸法を表 3 および図 5 に示した。
また、ＩＨ Serever の加熱による水温の経時変化と試料表面温度をそれぞれ図 6 および図 7 に示した。
図6 に示したＩＨ Serever の加熱による水温の経
図5 試作品の断面図 試作A（上） 試作B（下）時変化の結果から、試作Ｂの容器は、6 分後に水温が 92℃に達することが明らかとなった。一方、ステ100

ンレスポットは、5 分後に水温が 92℃に達すること9080が明らかとなった。
このことより、試作Ｂの容器は、が明らかとなった。しかし、試作Ａの容器は、水温が 46℃に到達した時点でＩＨ Serever の通電が停止した。これは、表 2 および図 5 に示したように容器Ａが容器Ｂに比べ高台高さが高く、今回用いたＩ

温度 （℃）

ステンレスポットに近い水温の経時変化を示すこと

70
605040ステンレス試作A
試作B

30
20
10
000:00

01:00

02:00

04:00

05:00

06:00

07:00

時間 （min：sec）

Ｈ Serever の出力が 300ｗと小さいため、ＩＨ

図6 IHサーバーによる水温の経時変化

Serever のコイルと発熱膜の距離および発熱膜の温佐賀県窯業技術センター

03:00

平成17年度

研究報告書

3/4

08:00

図7a ステンレスポットによる煮沸の熱画像

図 8b 上絵転写加飾（鍋島様式）

図7b 試作B容器による煮沸の熱画像

3.4 試料容器の加飾に関する検討

図 8c イングレ転写加飾(下絵転写紙使用)

給食用食器に施す一般的な加飾法である上絵転写およびイングレ転写を試料容器に行った。加飾した
試料容器の写真を図 8 に示した。

4. まとめＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器用素地の物性とこれらの写真により、上絵の剥落やひび割れなどＩＨ加熱器に対する発熱性能を評価し、その結果にの欠点は生じないことが明らかとなった。また、イ基づいてＩＨ加熱器対応型磁器製保温食器を試作しングレも上絵と同様に問題となる欠点は生じないこた。とが明らかとなった。これらのことより、試料容器

試作品は、製品として熱衝撃抵抗性に優れ発熱特にも給食用食器に施す一般的な加飾法である上絵転性が良好であることを明らかとし、ＩＨ加熱器対応写およびイングレ転写で加飾することが可能である型磁器製保温食器を開発することができた。

ことが明らかとなった。

また、試作品は、一般の給食用食器と同様に加飾することができることも明らかとした。

参考文献
1)蒲地伸明、
佐賀県窯業技術センター平成 15 年度業務報告書、Ｐ33－36
2)寺﨑 信、吉田秀治、佐賀県窯業技術センター平成 16 年度業務報告書、Ｐ45－49

図 8a 上絵転写加飾（柿右衛門様式）

佐賀県窯業技術センター

平成17年度

研究報告書

4/4