焼結体板および加熱用調理具
【課題】コージェライト焼結体の耐熱衝撃性を向上させること。
【解決手段】焼結体板１は、コージェライトを主成分として含み、１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む。このような焼結体板１は、コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られたものであることが好ましい。
【解決手段】焼結体板１は、コージェライトを主成分として含み、１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む。このような焼結体板１は、コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られたものであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェライトを主成分とする焼結体板および加熱用調理具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コージェライトは、低熱膨張率および高強度のセラミックスとして知られている。また、コージェライトは難焼結体としても知られ、緻密なコージェライト焼結体を得ることが困難であった。そのため、多孔体をコージェライトで構成することがあり、たとえばコージェライトからなるフィルターが知られている（たとえば特許文献１を参照）。
【０００３】
しかし、コージェライトからなる多孔体では、コージェライトが持つ高強度の特性を生かすことが難しい。これに対して、コージェライトに添加物を含有させると、緻密なコージェライト焼結体を得ることができる。よって、コージェライトに添加物を含有させることにより、コージェライトが持つ高強度の特性を十分に生かす試みも行われている（たとえば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５６３４３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６９２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、緻密なコージェライト焼結体の作製が研究されている。また、コージェライトの更なる高強度化も研究されている。しかし、従来のコージェライト焼結体では耐熱衝撃性に優れないことがある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コージェライトを主成分とし且つ十分な耐熱衝撃性を兼ね備えた焼結体板および加熱用調理具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る焼結体板は、コージェライトを主成分として含み、１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む。
【０００８】
本発明に係る焼結体板は、コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る焼結体板には、直径が１０ｍｍ以下であり、厚み方向に貫通する穴が形成されていることが好ましい。
【００１０】
穴は、焼結体板側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されていることが好ましい。
穴が２つ以上形成されているとき、隣り合う穴の間隔は５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る加熱用調理具は、本発明に係る焼結体板を含む。
本発明に係る加熱用調理具は、一辺の長さが６００ｍｍ以下であり他辺の長さが１０００ｍｍ以下である矩形の平面形状を有し、且つ１０ｍｍ以下の厚みを有する電磁誘電加熱クッキングヒーター用トッププレートであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る焼結体板および加熱用調理具では、耐熱衝撃性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼結体板を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る焼結体板を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る焼結体板の断面図である。
【図４】本発明のまた別の実施形態に係る焼結体板の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る加熱用調理具を模式的に示す平面図である。
【図６】（ａ）は図５に示すＶＩＡ−ＶＩＡ線における断面図であり、（ｂ）は図５に示すＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面図である。
【図７】焼結体板におけるＴｉＯ2の含有量と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示すグラフである。
【図８】焼結体板の焼結温度と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る焼結体板および加熱用調理具を説明する。図１は、本発明に係る焼結体板１を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明に係る焼結体板１１を模式的に示す斜視図であり、図３は焼結体板１１の断面図である。図４は、本発明に係る焼結体板２１の断面図である。図５は、本発明に係る加熱用調理具３１を模式的に示す平面図であり、図６（ａ）は図５に示すＶＩＡ−ＶＩＡ線における断面図であり、図６（ｂ）は図５に示すＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面図である。なお、本発明は、以下に示す事項に限定されない。
【００１５】
＜焼結体板１＞
本発明に係る焼結体板１は、コージェライトを主成分として含んでおり、さらに１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2を含んでいる。
【００１６】
コージェライトは、２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2で表されるセラミックスであり、熱膨張率が低く且つ強度に優れるセラミックスである。よって、本発明に係る焼結体板１がコージェライトを主成分として含んでいれば、本発明に係る焼結体板１の熱膨張率を低く抑えることができ、また本発明に係る焼結体板１の強度を確保することができる。
【００１７】
本発明に係る焼結体板１がコージェライトを主成分として含むとは、焼結体板におけるコージェライトの含有量が９５ｗｔ％以上９９ｗｔ％以下であることを意味する。焼結体板におけるコージェライトの含有量が９５ｗｔ％未満であれば、焼結体板の熱膨張率を低く抑えることが難しくなり、また、焼結体板の強度を確保することが難しくなる。一方、焼結体板におけるコージェライトの含有量が９９ｗｔ％を超えると、焼結体板におけるＴｉＯ2の含有量の低下を招くため、焼結体板の緻密性の低下を招く恐れがある。
【００１８】
ＴｉＯ2の含有量は、本発明に係る焼結体板１に含まれるＴｉＯ2量であり、上述のように１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり、好ましくは２．０ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下である。ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満であれば、ＴｉＯ2が焼結助剤として作用し難くなり、よって、緻密な焼結体板が得られないことがある。一方、ＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を超えると、コージェライトの含有量が少なくなるので、焼結体板の熱膨張率を低く抑えることが難しくなり、また焼結体板の強度を確保することが難しくなる。
【００１９】
本発明に係る焼結体板１は、図１に示すように平面視矩形に形成されていても良いし、矩形以外の平面形状を有していても良い。矩形以外の平面形状としては、たとえば、矩形以外の多角形、円形、または楕円形などが挙げられる。また、矩形には、４つの角部の頂角がすべて９０度である場合だけでなく、少なくとも１つの角部に面取り加工が施されている場合（たとえば図２に示す場合）も含まれる。
【００２０】
本発明に係る焼結体板１は、Ｍｇ、ＡｌおよびＳｉのそれぞれを含む化合物たとえば酸化物を焼結させてコージェライト粉末を作製し、得られたコージェライト粉末にＴｉＯ2粉末を添加して混合粉を得、得られた混合粉を所定の形状に成形して焼結させることにより、得られる。このとき、混合粉におけるＴｉＯ2の含有量を１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下とすれば良い。
【００２１】
焼結温度は、１３００℃以上１４００℃以下であることが好ましい。焼結温度が１３００℃未満であれば、焼結が十分に進行しないおそれがあり、よって、作製された焼結体板の強度低下を招くことがある。一方、焼結温度が１４００℃を超えると、コージェライトがもろくなるおそれがあり、作製された焼結体板の強度低下を招くことがある。
【００２２】
焼結時には、コージェライト粉末が溶融する前にＴｉＯ2粉末が溶融し、溶融したＴｉＯ2によりコージェライト粉末間の隙間が埋められる。なぜならば、ＴｉＯ2粉末は、コージェライト粉末よりも融点が低いからであり、また、焼結時であってもコージェライト粉末と反応しにくいからである。このようにＴｉＯ2粉末が焼結助剤として作用するので、緻密性に優れた焼結体板１が得られる。また、溶融したＴｉＯ2がコージェライト粉末間の隙間を埋めるので、焼結時にコージェライト粉末が成長することを防止できる。これによっても、緻密性に優れた焼結体板１が得られる。このように、本発明に係る焼結体板１は、ＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも緻密であるので、当該焼結体板よりも強度に優れ、よって、当該焼結体板よりも耐熱衝撃性に優れる。
【００２３】
焼結体板１の緻密性は、たとえば焼結体板１のかさ比重を求めることにより求められる。焼結体板のかさ比重値が２．４２ｇ／ｃｍ3以上であれば、焼結体板の緻密性が高いことを示している。一方、焼結体板のかさ比重値が２．４２ｇ／ｃｍ3未満であれば、焼結体板の緻密性が低く、焼結体板に多数の空隙または大きな空隙が存在することを示している。焼結体板１のかさ比重は、焼結体板１の重量とその体積とから算出される。
【００２４】
焼結体板１の強度は、たとえば焼結体板１の曲げ強度を測定することにより求められる。焼結体板の曲げ強度値が２００ＭＰａ以上であれば、焼結体板が強度に優れる。一方、焼結体板の曲げ強度値が２００ＭＰａ未満であれば、焼結体板が強度に劣る。焼結体板１の曲げ強度は、たとえばＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して測定された３点曲げ強度で示される。
【００２５】
焼結体板１の耐熱衝撃性は、熱衝撃試験を行なうことにより求められる。たとえば熱衝撃試験は、焼結体板１を所定温度に加熱し、加熱された焼結体板１を室温程度の水中に投入し、当該焼結体板１を水中から取り出して、その焼結体板１に割れまたはヒビが存在するか否かを調べるというものである。なお、焼結体板１を加熱する温度は、焼結体板１の使用時の環境温度よりも高いことが好ましく、焼結体板１を加熱用調理具の材料として使用するときには５００℃以上であれば良い。
【００２６】
以上説明したように本発明に係る焼結体板１はＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも高強度であるので、割れを伴うことなく焼結体板１に貫通穴１５を形成して焼結体板１１（図２および図３参照）を提供することができる。貫通穴１５の一例としては、たとえば図４に示すネジ穴２５が挙げられる。さらに、本発明に係る焼結体板１は、ＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも耐熱衝撃性に優れる。よって、高温下においても焼結体板１が割れることを防止できる。
【００２７】
＜貫通穴１５が形成された焼結体板１１＞
図２および図３において、焼結体板１１は、焼結体板１に４つの貫通穴１５が形成されたものである。以下では、焼結体板１とは異なる点を主に示す。
【００２８】
焼結体板１１は、厚みＷ1を有し、縦の長さがＬｌ1であり横の長さがＬｓ1である矩形（ただし、Ｌｌ1＞Ｌｓ1）を平面形状として有している。厚みＷ1は１０ｍｍ以下であることが好ましく、上記Ｌｌ1は１０００ｍｍ以下であることが好ましく、上記Ｌｓ1は６００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
各貫通穴１５は、焼結体板１１の厚み方向に貫通しており、直径Ｄ1を有している。上記Ｌｌ1および上記Ｌｓ1の大きさにも依るが、直径Ｄ1は１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であればさらに好ましい。直径Ｄ1が１０ｍｍを超えると、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１の割れを招くことがある。詳細には、貫通穴１５の形成時には、貫通穴１５の形成位置に力が付与されるので、この位置には応力が発生する。直径Ｄ1が１０ｍｍ以下であるときには、焼結体板１１における貫通穴１５の占有割合がそれほど高くない。よって、生じた応力は、焼結体板１１のうち応力が生じなかった部分、つまり焼結体板１１のうち貫通穴１５の形成時に力が付与されなかった部分へ逃げる。これにより、貫通穴１５の形成に起因する焼結体板１１の割れが防止される。しかし、直径Ｄ1が１０ｍｍを越えると、焼結体板１１における貫通穴１５の占有割合が高くなるため、焼結体板１１において応力が生じていない部分が狭くなる。そのため、応力を逃がすことが難しくなり、応力の集中を招く。よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３０】
上記Ｌｌ1および上記Ｌｓ1の大きさにも依るが、各貫通穴１５は貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されることが好ましく、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面から５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下離れた位置に形成されていればさらに好ましい。別の言い方をすると、図２に示すＬ1は１０ｍｍ以上であることが好ましく、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であればさらに好ましい。ここで、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面とは、各貫通穴１５から最も近くに位置する焼結体板１１の側面であり、図２中におけるＬ1とは、焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離である。
【００３１】
焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離Ｌ1が１０ｍｍ未満であれば、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１の割れを招くことがある。詳細には、上記Ｌ1が１０ｍｍ未満であれば、貫通穴１５と貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面との間に存在する焼結体板１１の部分が狭くなる。そのため、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１に生じた応力は、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面へ向かう方向に逃げ難くなる。このように応力を十分に逃がすことが難しくなるため、応力の集中を招き、よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３２】
図２および図３に示すように複数の貫通穴１５が焼結体板１１に形成されている場合には、隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1は５０ｍｍ以上であることが好ましく、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1とは、一方の貫通穴１５の淵部から他方の貫通穴１５の淵部までの最短距離である。隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1が５０ｍｍ未満であれば、隣り合う貫通穴１５の間に存在する焼結体板１１の部分が狭くなる。そのため、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１に生じた応力は、隣に位置する貫通穴１５へ向かう方向に逃げ難くなる。このように応力を十分に逃がすことが難しくなるため、応力の集中を招き、よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３３】
これにより、釘などの固定具を貫通穴１５に挿通させることができるので、釘などの固定具を介して焼結体板１１を任意の部材などに固定できる。
【００３４】
なお、貫通穴１５の形状は、図２および図３に示す形状に限定されず、貫通穴１５内に設けられる固定具の外形に合わせて決定されれば良い。たとえば、貫通穴１５の横断面形状は、図２に示す円形に限定されず、楕円形であっても良いし、多角形であっても良い。また、貫通穴１５は、図３に示すように寸胴に形成されていても良いし、テーパー状に形成されていても良い。さらには、貫通穴１５の貫通方向の途中に段差部が設けられていても良い。
【００３５】
＜ネジ穴２５が形成された焼結体板２１＞
図４において、焼結体板２１は、ネジ穴２５が形成されているという点を除いては焼結体板１１と略同一の構成を有している。よって、ネジをネジ穴２５に挿通させることができるので、ネジを介して焼結体板２１を任意の部材などに固定できる。
【００３６】
＜加熱用調理具３１＞
図５、図６（ａ）および図６（ｂ）において、本発明に係る加熱用調理具３１は、たとえば電磁誘導加熱（ＩＨ（Induction Heating））クッキングヒータ用ホットプレートである。加熱用調理具３１をＩＨクッキングヒータ用ホットプレートとして使用するときには、加熱用調理具３１には電源コード（不図示）が接続されており、この電源コードのプラグをコンセントに挿入すれば加熱用調理具３１が加熱される。
【００３７】
この加熱用調理具３１は、厚みＷ2を有し、また縦の長さがＬｓ2であり横の長さがＬｌ2である矩形（ただし、Ｌｌ2＞Ｌｓ2）の角部にＲ加工が施されてなる形状を平面形状として有している。ここで、厚みＷ2は１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であればさらに好ましい。上記Ｌｌ2は１０００ｍｍ以下であることが好ましく、６００ｍｍ以上９００ｍｍ以下であればさらに好ましい。また、上記Ｌｓ2は６００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であればさらに好ましい。これにより、加熱用調理具３１の実用化を図ることができる。
【００３８】
加熱用調理具３１には、４つの貫通穴３５が形成されている。なお、貫通穴３５の直径Ｄ2、加熱用調理具３１の側面と各貫通穴３５の淵部との最短距離Ｌ2、および隣り合う貫通穴３５の間隔Ｌｂ2については、それぞれ、貫通穴１５の直径Ｄ1、焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離Ｌ1、および隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1と同様のことが言える。また、加熱用調理具３１には、貫通穴３５の一例として図４に示すネジ穴が形成されていても良い。
【００３９】
なお、加熱用調理具３１は、ＩＨクッキングヒータ用ホットプレートに限定されず、高温下において使用される調理具であれば良く、高温下において使用され且つ任意の部材などに固定された状態で使用されることが好ましい調理具であっても良い。
【実施例】
【００４０】
以下には、本発明の実施例を示す。実施例１〜５および比較例１〜４では、ＴｉＯ2の含有量および焼結温度をそれぞれ変えて、ＴｉＯ2を含む焼結体板を作製した。作製された焼結体板に対して、３点曲げ強度およびかさ比重を求め、さらに熱衝撃試験を行った。また、比較例５〜１０では、ＴｉＯ2に変えてＣａＯをコージェライト粉末に添加して焼結体板を作成し、作製された焼結体板に対して３点曲げ強度およびかさ比重を求め、さらに熱衝撃試験を行った。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００４１】
＜実施例１の焼結体板の作製＞
まず、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素をそれぞれ２：２：５となるように粉末状態で秤量してから混合し、その後、所定の温度で焼結させた。これにより、コージェライト粉末を得た。得られたコージェライト粉末にＴｉＯ2粉末を添加して、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％である混合粉を得た。
【００４２】
次に、プレス機を用いて、得られた混合粉をそれぞれ成形した。このようにして得られた各成形体を電気炉内で大気圧下で焼結させた。なお、焼結温度は表１〜表３に示す通りである。このようにして、実施例１の焼結体板を得た。
【００４３】
＜実施例２〜５および比較例１〜４の焼結体板の作製＞
ＴｉＯ2の含有量を表１〜表３に示す数値に変えたことを除いては上記実施例１の焼結体板の作製方法にしたがって、実施例２〜５および比較例１〜４の焼結体板を作製した。
【００４４】
＜３点曲げ強度の測定＞
実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を断面が４ｍｍ×３ｍｍであり長さが４０ｍｍである棒状に切断した。切断は、湿式切断機により行なった。各試験片に対してＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して３点曲げ強度を１０回測定し、それぞれの測定値の平均値を算出した。表１にはその平均値（単位はＭＰａである）を記す。なお、３点曲げ強度の測定の支持具には、直径６ｍｍの丸棒を使用した。また、以下では、「３点曲げ強度」を単に「曲げ強度」と記すことがある。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて大きな曲げ強度値を示した。特にＴｉＯ2の含有量が３．０ｗｔ％近傍であるとき、最大の曲げ強度値を示した。図７には、焼結温度が１３５０℃であるときのＴｉＯ2の含有量と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示している。一方、比較例２〜４では、比較例１と略同一の曲げ強度値を示した。焼結体板は、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満である場合およびＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を越える場合に比べて、大きな曲げ強度値を示すことが明らかである。
【００４７】
また、実施例１〜５のそれぞれでは、焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合には、焼結温度が１２５０℃または１４５０℃である場合に比べて、非常に大きな曲げ強度値を示した。このことは図８からも明らかである。図８には、ＴｉＯ2の含有量が２．０ｗｔ％であるときの焼結温度と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示している。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、曲げ強度値が非常に大きな焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００４８】
＜かさ比重＞
実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を用いて断面が４ｍｍ×３ｍｍであり長さが４０ｍｍである棒状の試験片（３点曲げ強度の試験片と同形）を各々１０サンプル準備した。得られた棒状の各試験片に対してかさ比重を求めた。具体的には、各実施例および各比較例において、１０個の試験片の質量およびその体積を測定してかさ比重を算出し、その平均値を求めた。表２には得られた平均値（単位はｇ／ｃｍ3である）を記す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
表２に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて大きなかさ比重値を示した。一方、比較例２〜４では、比較例１と略同一のかさ比重値を示した。このことから、焼結体板は、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満である場合およびＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を越える場合に比べて、大きなかさ比重値を示すことがわかった。
【００５１】
また、実施例１〜５のそれぞれでは、焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合には、焼結温度が１２５０℃または１４５０℃である場合に比べて、非常に大きなかさ比重値を示した。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重値が非常に大きな焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００５２】
表１の曲げ強度の結果と考え合わせると、曲げ強度値が大きな材料ほど、かさ比重値が大きいという傾向が見られた。かさ比重値が大きいことは、焼結体板がより緻密であることを示している。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、緻密な焼結体板が得られるので曲げ強度値が大きくなるということが示唆された。さらに、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重値の非常に大きな焼結体板が得られるので焼結体板の曲げ強度値が非常に大きくなるということが示唆された。
【００５３】
＜熱衝撃試験＞
上記湿式切断機を用いて、実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×５ｍｍ（厚み）の板状に切断した。このようにして得られた板状の各試験片に対して熱衝撃試験を行なった。具体的には、まず、電気炉を用いて、各試験片を５２０℃に加熱した。次に、加熱された各試験片を電気炉から取り出して各試験片の温度が５２０℃からほとんど下がらないうちに水槽内に投入した。その後、水槽内から各試験片を取り出して、各試験片の割れの有無を目で確認した。結果を表３に示す。なお、表３における「無」は試験片が割れなかったことを示しており、「有」は試験片が割れたことを示している。
【００５４】
【表３】
【００５５】
なお、水槽には１枚の試験片が十分に浸水可能な量（２０ｌ）の水を入れており、その水の温度は２０℃であった。
【００５６】
表３に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて試験片に割れが確認される確率が低かった。
【００５７】
また、実施例１〜５の各実施例において焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、試験片には割れが全く確認されなかった。
【００５８】
＜比較例５〜１０＞
ＴｉＯ2に変えてＣａＯを添加したことを除いては焼結体板の作製方法と同様の方法にしたがって、比較例５〜１０における焼結体板を作製した。得られた比較例５〜１０の焼結体板に対して、上述の方法にしたがって、３点曲げ強度およびかさ比重を求めるとともに熱衝撃試験を行った。その結果を表４に記す。
【００５９】
【表４】
【００６０】
表４から分かるように、ＣａＯの含有量が増加すると、焼結体板のかさ比重値は大きくなり、また焼結体板の曲げ強度値は大きくなった。しかし、比較例５〜１０では、実施例１〜５よりも、特に実施例１〜５のそれぞれにおいて焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合よりも、かさ比重値は小さく、また曲げ強度値は小さかった。そのため、比較例５〜１０における焼結体板に対して熱衝撃試験を行なうとその焼結体板が割れたと考えられる。このことから、焼結助剤としては、ＴｉＯ2を用いることが好ましいといえる。
【００６１】
以上のことから、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、かさ比重の大きな焼結体板が得られ、焼結体板の曲げ強度値が大きくなり、耐熱衝撃性に優れた焼結体板が得られることが明らかとなった。また、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重の非常に大きな焼結体板が得られ、焼結体板の曲げ強度値が非常に大きくなり、耐熱衝撃性に非常に優れた焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００６２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１ 焼結体板、１１ 焼結体板、１５ 貫通穴、２１ 焼結体板、２５ ネジ穴、３１ 加熱用調理具、３５ 貫通穴。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェライトを主成分とする焼結体板および加熱用調理具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コージェライトは、低熱膨張率および高強度のセラミックスとして知られている。また、コージェライトは難焼結体としても知られ、緻密なコージェライト焼結体を得ることが困難であった。そのため、多孔体をコージェライトで構成することがあり、たとえばコージェライトからなるフィルターが知られている（たとえば特許文献１を参照）。
【０００３】
しかし、コージェライトからなる多孔体では、コージェライトが持つ高強度の特性を生かすことが難しい。これに対して、コージェライトに添加物を含有させると、緻密なコージェライト焼結体を得ることができる。よって、コージェライトに添加物を含有させることにより、コージェライトが持つ高強度の特性を十分に生かす試みも行われている（たとえば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５６３４３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６９２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、緻密なコージェライト焼結体の作製が研究されている。また、コージェライトの更なる高強度化も研究されている。しかし、従来のコージェライト焼結体では耐熱衝撃性に優れないことがある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コージェライトを主成分とし且つ十分な耐熱衝撃性を兼ね備えた焼結体板および加熱用調理具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る焼結体板は、コージェライトを主成分として含み、１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む。
【０００８】
本発明に係る焼結体板は、コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る焼結体板には、直径が１０ｍｍ以下であり、厚み方向に貫通する穴が形成されていることが好ましい。
【００１０】
穴は、焼結体板側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されていることが好ましい。
穴が２つ以上形成されているとき、隣り合う穴の間隔は５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る加熱用調理具は、本発明に係る焼結体板を含む。
本発明に係る加熱用調理具は、一辺の長さが６００ｍｍ以下であり他辺の長さが１０００ｍｍ以下である矩形の平面形状を有し、且つ１０ｍｍ以下の厚みを有する電磁誘電加熱クッキングヒーター用トッププレートであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る焼結体板および加熱用調理具では、耐熱衝撃性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼結体板を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る焼結体板を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る焼結体板の断面図である。
【図４】本発明のまた別の実施形態に係る焼結体板の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る加熱用調理具を模式的に示す平面図である。
【図６】（ａ）は図５に示すＶＩＡ−ＶＩＡ線における断面図であり、（ｂ）は図５に示すＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面図である。
【図７】焼結体板におけるＴｉＯ2の含有量と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示すグラフである。
【図８】焼結体板の焼結温度と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る焼結体板および加熱用調理具を説明する。図１は、本発明に係る焼結体板１を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明に係る焼結体板１１を模式的に示す斜視図であり、図３は焼結体板１１の断面図である。図４は、本発明に係る焼結体板２１の断面図である。図５は、本発明に係る加熱用調理具３１を模式的に示す平面図であり、図６（ａ）は図５に示すＶＩＡ−ＶＩＡ線における断面図であり、図６（ｂ）は図５に示すＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面図である。なお、本発明は、以下に示す事項に限定されない。
【００１５】
＜焼結体板１＞
本発明に係る焼結体板１は、コージェライトを主成分として含んでおり、さらに１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2を含んでいる。
【００１６】
コージェライトは、２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2で表されるセラミックスであり、熱膨張率が低く且つ強度に優れるセラミックスである。よって、本発明に係る焼結体板１がコージェライトを主成分として含んでいれば、本発明に係る焼結体板１の熱膨張率を低く抑えることができ、また本発明に係る焼結体板１の強度を確保することができる。
【００１７】
本発明に係る焼結体板１がコージェライトを主成分として含むとは、焼結体板におけるコージェライトの含有量が９５ｗｔ％以上９９ｗｔ％以下であることを意味する。焼結体板におけるコージェライトの含有量が９５ｗｔ％未満であれば、焼結体板の熱膨張率を低く抑えることが難しくなり、また、焼結体板の強度を確保することが難しくなる。一方、焼結体板におけるコージェライトの含有量が９９ｗｔ％を超えると、焼結体板におけるＴｉＯ2の含有量の低下を招くため、焼結体板の緻密性の低下を招く恐れがある。
【００１８】
ＴｉＯ2の含有量は、本発明に係る焼結体板１に含まれるＴｉＯ2量であり、上述のように１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり、好ましくは２．０ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下である。ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満であれば、ＴｉＯ2が焼結助剤として作用し難くなり、よって、緻密な焼結体板が得られないことがある。一方、ＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を超えると、コージェライトの含有量が少なくなるので、焼結体板の熱膨張率を低く抑えることが難しくなり、また焼結体板の強度を確保することが難しくなる。
【００１９】
本発明に係る焼結体板１は、図１に示すように平面視矩形に形成されていても良いし、矩形以外の平面形状を有していても良い。矩形以外の平面形状としては、たとえば、矩形以外の多角形、円形、または楕円形などが挙げられる。また、矩形には、４つの角部の頂角がすべて９０度である場合だけでなく、少なくとも１つの角部に面取り加工が施されている場合（たとえば図２に示す場合）も含まれる。
【００２０】
本発明に係る焼結体板１は、Ｍｇ、ＡｌおよびＳｉのそれぞれを含む化合物たとえば酸化物を焼結させてコージェライト粉末を作製し、得られたコージェライト粉末にＴｉＯ2粉末を添加して混合粉を得、得られた混合粉を所定の形状に成形して焼結させることにより、得られる。このとき、混合粉におけるＴｉＯ2の含有量を１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下とすれば良い。
【００２１】
焼結温度は、１３００℃以上１４００℃以下であることが好ましい。焼結温度が１３００℃未満であれば、焼結が十分に進行しないおそれがあり、よって、作製された焼結体板の強度低下を招くことがある。一方、焼結温度が１４００℃を超えると、コージェライトがもろくなるおそれがあり、作製された焼結体板の強度低下を招くことがある。
【００２２】
焼結時には、コージェライト粉末が溶融する前にＴｉＯ2粉末が溶融し、溶融したＴｉＯ2によりコージェライト粉末間の隙間が埋められる。なぜならば、ＴｉＯ2粉末は、コージェライト粉末よりも融点が低いからであり、また、焼結時であってもコージェライト粉末と反応しにくいからである。このようにＴｉＯ2粉末が焼結助剤として作用するので、緻密性に優れた焼結体板１が得られる。また、溶融したＴｉＯ2がコージェライト粉末間の隙間を埋めるので、焼結時にコージェライト粉末が成長することを防止できる。これによっても、緻密性に優れた焼結体板１が得られる。このように、本発明に係る焼結体板１は、ＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも緻密であるので、当該焼結体板よりも強度に優れ、よって、当該焼結体板よりも耐熱衝撃性に優れる。
【００２３】
焼結体板１の緻密性は、たとえば焼結体板１のかさ比重を求めることにより求められる。焼結体板のかさ比重値が２．４２ｇ／ｃｍ3以上であれば、焼結体板の緻密性が高いことを示している。一方、焼結体板のかさ比重値が２．４２ｇ／ｃｍ3未満であれば、焼結体板の緻密性が低く、焼結体板に多数の空隙または大きな空隙が存在することを示している。焼結体板１のかさ比重は、焼結体板１の重量とその体積とから算出される。
【００２４】
焼結体板１の強度は、たとえば焼結体板１の曲げ強度を測定することにより求められる。焼結体板の曲げ強度値が２００ＭＰａ以上であれば、焼結体板が強度に優れる。一方、焼結体板の曲げ強度値が２００ＭＰａ未満であれば、焼結体板が強度に劣る。焼結体板１の曲げ強度は、たとえばＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して測定された３点曲げ強度で示される。
【００２５】
焼結体板１の耐熱衝撃性は、熱衝撃試験を行なうことにより求められる。たとえば熱衝撃試験は、焼結体板１を所定温度に加熱し、加熱された焼結体板１を室温程度の水中に投入し、当該焼結体板１を水中から取り出して、その焼結体板１に割れまたはヒビが存在するか否かを調べるというものである。なお、焼結体板１を加熱する温度は、焼結体板１の使用時の環境温度よりも高いことが好ましく、焼結体板１を加熱用調理具の材料として使用するときには５００℃以上であれば良い。
【００２６】
以上説明したように本発明に係る焼結体板１はＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも高強度であるので、割れを伴うことなく焼結体板１に貫通穴１５を形成して焼結体板１１（図２および図３参照）を提供することができる。貫通穴１５の一例としては、たとえば図４に示すネジ穴２５が挙げられる。さらに、本発明に係る焼結体板１は、ＴｉＯ2を添加物として含んでいない焼結体板よりも耐熱衝撃性に優れる。よって、高温下においても焼結体板１が割れることを防止できる。
【００２７】
＜貫通穴１５が形成された焼結体板１１＞
図２および図３において、焼結体板１１は、焼結体板１に４つの貫通穴１５が形成されたものである。以下では、焼結体板１とは異なる点を主に示す。
【００２８】
焼結体板１１は、厚みＷ1を有し、縦の長さがＬｌ1であり横の長さがＬｓ1である矩形（ただし、Ｌｌ1＞Ｌｓ1）を平面形状として有している。厚みＷ1は１０ｍｍ以下であることが好ましく、上記Ｌｌ1は１０００ｍｍ以下であることが好ましく、上記Ｌｓ1は６００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
各貫通穴１５は、焼結体板１１の厚み方向に貫通しており、直径Ｄ1を有している。上記Ｌｌ1および上記Ｌｓ1の大きさにも依るが、直径Ｄ1は１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であればさらに好ましい。直径Ｄ1が１０ｍｍを超えると、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１の割れを招くことがある。詳細には、貫通穴１５の形成時には、貫通穴１５の形成位置に力が付与されるので、この位置には応力が発生する。直径Ｄ1が１０ｍｍ以下であるときには、焼結体板１１における貫通穴１５の占有割合がそれほど高くない。よって、生じた応力は、焼結体板１１のうち応力が生じなかった部分、つまり焼結体板１１のうち貫通穴１５の形成時に力が付与されなかった部分へ逃げる。これにより、貫通穴１５の形成に起因する焼結体板１１の割れが防止される。しかし、直径Ｄ1が１０ｍｍを越えると、焼結体板１１における貫通穴１５の占有割合が高くなるため、焼結体板１１において応力が生じていない部分が狭くなる。そのため、応力を逃がすことが難しくなり、応力の集中を招く。よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３０】
上記Ｌｌ1および上記Ｌｓ1の大きさにも依るが、各貫通穴１５は貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されることが好ましく、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面から５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下離れた位置に形成されていればさらに好ましい。別の言い方をすると、図２に示すＬ1は１０ｍｍ以上であることが好ましく、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であればさらに好ましい。ここで、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面とは、各貫通穴１５から最も近くに位置する焼結体板１１の側面であり、図２中におけるＬ1とは、焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離である。
【００３１】
焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離Ｌ1が１０ｍｍ未満であれば、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１の割れを招くことがある。詳細には、上記Ｌ1が１０ｍｍ未満であれば、貫通穴１５と貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面との間に存在する焼結体板１１の部分が狭くなる。そのため、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１に生じた応力は、貫通穴１５に対応する焼結体板１１の側面へ向かう方向に逃げ難くなる。このように応力を十分に逃がすことが難しくなるため、応力の集中を招き、よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３２】
図２および図３に示すように複数の貫通穴１５が焼結体板１１に形成されている場合には、隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1は５０ｍｍ以上であることが好ましく、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1とは、一方の貫通穴１５の淵部から他方の貫通穴１５の淵部までの最短距離である。隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1が５０ｍｍ未満であれば、隣り合う貫通穴１５の間に存在する焼結体板１１の部分が狭くなる。そのため、貫通穴１５の形成時に焼結体板１１に生じた応力は、隣に位置する貫通穴１５へ向かう方向に逃げ難くなる。このように応力を十分に逃がすことが難しくなるため、応力の集中を招き、よって、焼結体板１１の割れを招くことがある。
【００３３】
これにより、釘などの固定具を貫通穴１５に挿通させることができるので、釘などの固定具を介して焼結体板１１を任意の部材などに固定できる。
【００３４】
なお、貫通穴１５の形状は、図２および図３に示す形状に限定されず、貫通穴１５内に設けられる固定具の外形に合わせて決定されれば良い。たとえば、貫通穴１５の横断面形状は、図２に示す円形に限定されず、楕円形であっても良いし、多角形であっても良い。また、貫通穴１５は、図３に示すように寸胴に形成されていても良いし、テーパー状に形成されていても良い。さらには、貫通穴１５の貫通方向の途中に段差部が設けられていても良い。
【００３５】
＜ネジ穴２５が形成された焼結体板２１＞
図４において、焼結体板２１は、ネジ穴２５が形成されているという点を除いては焼結体板１１と略同一の構成を有している。よって、ネジをネジ穴２５に挿通させることができるので、ネジを介して焼結体板２１を任意の部材などに固定できる。
【００３６】
＜加熱用調理具３１＞
図５、図６（ａ）および図６（ｂ）において、本発明に係る加熱用調理具３１は、たとえば電磁誘導加熱（ＩＨ（Induction Heating））クッキングヒータ用ホットプレートである。加熱用調理具３１をＩＨクッキングヒータ用ホットプレートとして使用するときには、加熱用調理具３１には電源コード（不図示）が接続されており、この電源コードのプラグをコンセントに挿入すれば加熱用調理具３１が加熱される。
【００３７】
この加熱用調理具３１は、厚みＷ2を有し、また縦の長さがＬｓ2であり横の長さがＬｌ2である矩形（ただし、Ｌｌ2＞Ｌｓ2）の角部にＲ加工が施されてなる形状を平面形状として有している。ここで、厚みＷ2は１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であればさらに好ましい。上記Ｌｌ2は１０００ｍｍ以下であることが好ましく、６００ｍｍ以上９００ｍｍ以下であればさらに好ましい。また、上記Ｌｓ2は６００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であればさらに好ましい。これにより、加熱用調理具３１の実用化を図ることができる。
【００３８】
加熱用調理具３１には、４つの貫通穴３５が形成されている。なお、貫通穴３５の直径Ｄ2、加熱用調理具３１の側面と各貫通穴３５の淵部との最短距離Ｌ2、および隣り合う貫通穴３５の間隔Ｌｂ2については、それぞれ、貫通穴１５の直径Ｄ1、焼結体板１１の側面と各貫通穴１５の淵部との最短距離Ｌ1、および隣り合う貫通穴１５の間隔Ｌｂ1と同様のことが言える。また、加熱用調理具３１には、貫通穴３５の一例として図４に示すネジ穴が形成されていても良い。
【００３９】
なお、加熱用調理具３１は、ＩＨクッキングヒータ用ホットプレートに限定されず、高温下において使用される調理具であれば良く、高温下において使用され且つ任意の部材などに固定された状態で使用されることが好ましい調理具であっても良い。
【実施例】
【００４０】
以下には、本発明の実施例を示す。実施例１〜５および比較例１〜４では、ＴｉＯ2の含有量および焼結温度をそれぞれ変えて、ＴｉＯ2を含む焼結体板を作製した。作製された焼結体板に対して、３点曲げ強度およびかさ比重を求め、さらに熱衝撃試験を行った。また、比較例５〜１０では、ＴｉＯ2に変えてＣａＯをコージェライト粉末に添加して焼結体板を作成し、作製された焼結体板に対して３点曲げ強度およびかさ比重を求め、さらに熱衝撃試験を行った。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００４１】
＜実施例１の焼結体板の作製＞
まず、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素をそれぞれ２：２：５となるように粉末状態で秤量してから混合し、その後、所定の温度で焼結させた。これにより、コージェライト粉末を得た。得られたコージェライト粉末にＴｉＯ2粉末を添加して、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％である混合粉を得た。
【００４２】
次に、プレス機を用いて、得られた混合粉をそれぞれ成形した。このようにして得られた各成形体を電気炉内で大気圧下で焼結させた。なお、焼結温度は表１〜表３に示す通りである。このようにして、実施例１の焼結体板を得た。
【００４３】
＜実施例２〜５および比較例１〜４の焼結体板の作製＞
ＴｉＯ2の含有量を表１〜表３に示す数値に変えたことを除いては上記実施例１の焼結体板の作製方法にしたがって、実施例２〜５および比較例１〜４の焼結体板を作製した。
【００４４】
＜３点曲げ強度の測定＞
実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を断面が４ｍｍ×３ｍｍであり長さが４０ｍｍである棒状に切断した。切断は、湿式切断機により行なった。各試験片に対してＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠して３点曲げ強度を１０回測定し、それぞれの測定値の平均値を算出した。表１にはその平均値（単位はＭＰａである）を記す。なお、３点曲げ強度の測定の支持具には、直径６ｍｍの丸棒を使用した。また、以下では、「３点曲げ強度」を単に「曲げ強度」と記すことがある。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて大きな曲げ強度値を示した。特にＴｉＯ2の含有量が３．０ｗｔ％近傍であるとき、最大の曲げ強度値を示した。図７には、焼結温度が１３５０℃であるときのＴｉＯ2の含有量と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示している。一方、比較例２〜４では、比較例１と略同一の曲げ強度値を示した。焼結体板は、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満である場合およびＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を越える場合に比べて、大きな曲げ強度値を示すことが明らかである。
【００４７】
また、実施例１〜５のそれぞれでは、焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合には、焼結温度が１２５０℃または１４５０℃である場合に比べて、非常に大きな曲げ強度値を示した。このことは図８からも明らかである。図８には、ＴｉＯ2の含有量が２．０ｗｔ％であるときの焼結温度と焼結体板の曲げ強度値との実験結果を示している。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、曲げ強度値が非常に大きな焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００４８】
＜かさ比重＞
実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を用いて断面が４ｍｍ×３ｍｍであり長さが４０ｍｍである棒状の試験片（３点曲げ強度の試験片と同形）を各々１０サンプル準備した。得られた棒状の各試験片に対してかさ比重を求めた。具体的には、各実施例および各比較例において、１０個の試験片の質量およびその体積を測定してかさ比重を算出し、その平均値を求めた。表２には得られた平均値（単位はｇ／ｃｍ3である）を記す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
表２に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて大きなかさ比重値を示した。一方、比較例２〜４では、比較例１と略同一のかさ比重値を示した。このことから、焼結体板は、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％未満である場合およびＴｉＯ2の含有量が５．０ｗｔ％を越える場合に比べて、大きなかさ比重値を示すことがわかった。
【００５１】
また、実施例１〜５のそれぞれでは、焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合には、焼結温度が１２５０℃または１４５０℃である場合に比べて、非常に大きなかさ比重値を示した。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重値が非常に大きな焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００５２】
表１の曲げ強度の結果と考え合わせると、曲げ強度値が大きな材料ほど、かさ比重値が大きいという傾向が見られた。かさ比重値が大きいことは、焼結体板がより緻密であることを示している。よって、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、緻密な焼結体板が得られるので曲げ強度値が大きくなるということが示唆された。さらに、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重値の非常に大きな焼結体板が得られるので焼結体板の曲げ強度値が非常に大きくなるということが示唆された。
【００５３】
＜熱衝撃試験＞
上記湿式切断機を用いて、実施例１〜５および比較例１〜４の各焼結体板を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×５ｍｍ（厚み）の板状に切断した。このようにして得られた板状の各試験片に対して熱衝撃試験を行なった。具体的には、まず、電気炉を用いて、各試験片を５２０℃に加熱した。次に、加熱された各試験片を電気炉から取り出して各試験片の温度が５２０℃からほとんど下がらないうちに水槽内に投入した。その後、水槽内から各試験片を取り出して、各試験片の割れの有無を目で確認した。結果を表３に示す。なお、表３における「無」は試験片が割れなかったことを示しており、「有」は試験片が割れたことを示している。
【００５４】
【表３】
【００５５】
なお、水槽には１枚の試験片が十分に浸水可能な量（２０ｌ）の水を入れており、その水の温度は２０℃であった。
【００５６】
表３に示されるように、実施例１〜５では、比較例１〜４に比べて試験片に割れが確認される確率が低かった。
【００５７】
また、実施例１〜５の各実施例において焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、試験片には割れが全く確認されなかった。
【００５８】
＜比較例５〜１０＞
ＴｉＯ2に変えてＣａＯを添加したことを除いては焼結体板の作製方法と同様の方法にしたがって、比較例５〜１０における焼結体板を作製した。得られた比較例５〜１０の焼結体板に対して、上述の方法にしたがって、３点曲げ強度およびかさ比重を求めるとともに熱衝撃試験を行った。その結果を表４に記す。
【００５９】
【表４】
【００６０】
表４から分かるように、ＣａＯの含有量が増加すると、焼結体板のかさ比重値は大きくなり、また焼結体板の曲げ強度値は大きくなった。しかし、比較例５〜１０では、実施例１〜５よりも、特に実施例１〜５のそれぞれにおいて焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下である場合よりも、かさ比重値は小さく、また曲げ強度値は小さかった。そのため、比較例５〜１０における焼結体板に対して熱衝撃試験を行なうとその焼結体板が割れたと考えられる。このことから、焼結助剤としては、ＴｉＯ2を用いることが好ましいといえる。
【００６１】
以上のことから、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であれば、かさ比重の大きな焼結体板が得られ、焼結体板の曲げ強度値が大きくなり、耐熱衝撃性に優れた焼結体板が得られることが明らかとなった。また、ＴｉＯ2の含有量が１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下であり且つ焼結温度が１３００℃以上１４００℃以下であれば、かさ比重の非常に大きな焼結体板が得られ、焼結体板の曲げ強度値が非常に大きくなり、耐熱衝撃性に非常に優れた焼結体板が得られることが明らかとなった。
【００６２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１ 焼結体板、１１ 焼結体板、１５ 貫通穴、２１ 焼結体板、２５ ネジ穴、３１ 加熱用調理具、３５ 貫通穴。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コージェライトを主成分として含み、
１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む焼結体板。
【請求項２】
コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られた請求項１に記載の焼結体板。
【請求項３】
直径が１０ｍｍ以下であり、厚み方向に貫通する穴が形成された請求項１または２に記載の焼結体板。
【請求項４】
前記穴は、焼結体板側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されている請求項３に記載の焼結体板。
【請求項５】
前記穴は、２つ以上形成されており、
隣り合う穴の間隔は、５０ｍｍ以上である請求項３または４に記載の焼結体板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焼結体板を含む加熱用調理具。
【請求項７】
一辺の長さが６００ｍｍ以下であり他辺の長さが１０００ｍｍ以下である矩形の平面形状を有し、且つ１０ｍｍ以下の厚みを有する電磁誘電加熱クッキングヒーター用トッププレートである請求項６に記載の加熱用調理具。
【請求項１】
コージェライトを主成分として含み、
１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下のＴｉＯ2をさらに含む焼結体板。
【請求項２】
コージェライト粉末とＴｉＯ2粉末との混合粉を１３００℃以上１４００℃以下で焼結して得られた請求項１に記載の焼結体板。
【請求項３】
直径が１０ｍｍ以下であり、厚み方向に貫通する穴が形成された請求項１または２に記載の焼結体板。
【請求項４】
前記穴は、焼結体板側面から１０ｍｍ以上離れた位置に形成されている請求項３に記載の焼結体板。
【請求項５】
前記穴は、２つ以上形成されており、
隣り合う穴の間隔は、５０ｍｍ以上である請求項３または４に記載の焼結体板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の焼結体板を含む加熱用調理具。
【請求項７】
一辺の長さが６００ｍｍ以下であり他辺の長さが１０００ｍｍ以下である矩形の平面形状を有し、且つ１０ｍｍ以下の厚みを有する電磁誘電加熱クッキングヒーター用トッププレートである請求項６に記載の加熱用調理具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２４５１５（Ｐ２０１２−２２４５１５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３９２８（Ｐ２０１１−９３９２８）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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