調理器用トッププレート
【課題】調理器用トッププレートの強度や耐熱性を低下させることなく、調理器用トッププレートに防眩性を付与するとともに、汚れ等の清掃性を向上させ、美観の向上を図る。
【解決手段】結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成し、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜２０μｍとする。
【解決手段】結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成し、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜２０μｍとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理器用トッププレート、特にラジエントヒーターやハロゲンヒーターを用いた赤外線加熱調理器、電磁加熱（ＩＨ）調理器、ガス調理器のトッププレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用や業務用の調理器として、従来からのガスコンロを採用したガス調理器だけでなく、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターを採用した赤外線加熱調理器、電磁加熱調理器が使用されるようになってきた。例えば、電磁加熱調理器に用いられるトッププレートには、熱効率、安全性、熱衝撃性の点から、電磁誘導加熱量が小さく、低熱膨張であるガラス、セラミックス、結晶化ガラス等の材料が使用されてきた。
【０００３】
また、トッププレートとして、琺瑯やステンレスを使用していたガス調理器においても、材料の美観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、結晶化ガラス等の非金属系材料が使用されるようになってきた。
【０００４】
特に、結晶化ガラスは、熱衝撃に強く、機械強度や美観も良好であることから、調理器用トッププレートの基板(基材)として理想的な特性を備えている。
【０００５】
ところで、調理器用トッププレートの本来の役割は、加熱装置に対して、水、調味料、食品等が飛散するのを防止することである。それに加えて、近年、調理器用トッププレートの多機能化、美観向上等のため、結晶化ガラス等の基板の表面（調理器の外部側に臨む面および調理器の内部側に臨む面）に種々の処理や膜付け等が行われるのが通例となっている。
【０００６】
例えば、加熱装置や配線等の調理器の内部構造を隠蔽して美観を向上させる目的のため、透明な低膨張ガラスからなる基板の表面に印刷法を用いて遮光膜を形成する方法が利用されている。下記の特許文献１には、透明な低膨張結晶化ガラス基板の表面に、貴金属と卑金属からなるラスター彩の被膜を設けたトッププレートが記載されている。
【０００７】
しかし、結晶化ガラス基板自体が光沢を有することに加えて、特許文献１記載のラスター彩の被膜等は、被膜自体が光沢を有するため、調理器用トッププレートの表面で室内の照明等の光が反射し、眩しくなる等の問題があった。光の反射により眩しくなると、調理器用トッププレートを用いて調理を行う場合、作業がしにくいとともに、操作ミス等でヤケド等を引き起こす原因ともなり得るため、調理器用トッププレートに光の反射を抑制する効果（防眩性）を付与することは重要な技術的課題であった。なお、室内の照明等の強度を低下させれば、光の反射をある程度抑制することは可能であるが、上述の作業がしにくいといった問題点は依然として残存することとなる。
【０００８】
この問題を解決する方法として、防眩性を持った散乱膜を結晶化ガラス基板の表面に形成することが最も簡便な方法であると考えられるが、そのような膜は技術的に困難であり、未だ実用化に至っていないのが実情である。
【０００９】
そこで、従来、結晶化ガラス基板の表面にサンドブラスト処理を施すことで、その表面に凹凸を形成する方法が用いられてきた。この凹凸形状を利用することにより、室内の照明等から生じる光を散乱させ、眩しくなる等の問題を回避することが可能となる。
【００１０】
また、別の方法として、有機樹脂被膜によって結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法が用いられている。上記と同様に、この凹凸形状を利用することにより、室内の照明等から生じる光を散乱させ、眩しくなる等の問題を回避することが可能となる。
【００１１】
さらに、別の方法として、特許文献２によると、結晶化ガラス基板の表面をフッ酸等の強酸でエッチングすることにより、結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法が用いられている。
【００１２】
一方、近年、消費者の志向も多様となり、調理器用トッププレートの外観も重要な要素となっている。とりわけ、乳白色の調理器用トッププレートは、消費者に好まれている。上述の通り、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面(使用面)に凹凸を形成すると、その表面で照明等の光が散乱する。その光の散乱の影響で調理器用トッププレート全体が乳白色となり、外観意匠性や美観が向上するとともに、乳白色は消費者や需要者に対して清潔感を与えるため、調理器用トッププレートの付加価値の向上といった付随的効果も期待できることとなる。
【特許文献１】特公平７―１７４０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のサンドブラスト処理により結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法は、ＳｉＣや炭酸カルシウム等で構成されるブラスト材を結晶化ガラス基板の表面に物理的に衝突させ、表面を荒らす方法であるため、この物理的な衝突の作用として、結晶化ガラス基板の表面に微細なクラック等が不可避的に発生し、基板の機械強度を低下させるばかりでなく、微細なクラックの間隙に汚れ、異物等が滞留しやすくなり、調理器用トッププレートの美観が損なわれやすくなるとともに、調理器用トッププレートから汚れ、異物等を除去することが極めて困難となる。
【００１４】
さらに、上述のブラスト処理は、ブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等が必然的に発生するため、それらの除去が必要であり、ブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等が微細粒であることを勘案すると、結晶化ガラス基板を入念に洗浄する必要があった。加えて、結晶化ガラス基板に発生した微細クラック内にブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等の微細粒が入り込むため、結晶化ガラス基板を洗浄することが困難となっていた。
【００１５】
図２にサンドブラスト処理により、調理器の外部側に臨む結晶化ガラス１１からなる基板の表面１１ａに凹凸を形成した時の調理器用トッププレート１０の概念図を示す。図２から明らかなように、表面１１ａに形成された凹凸は、凹凸の山の部分（先端部分）が鋭いため、その部分が物理的衝突等によって破壊されやすくなっているとともに、凹凸の先端が先鋭であるために、この部分に手が触れると切創する危険性が否定できないことになる。さらに、表面１１ａに形成された凹凸の谷の部分に微細クラックが入りやすく、このクラックを起点として、調理器用トッププレートの機械強度が低下し、ひいては破壊に至るといった深刻な事態を生じる。
【００１６】
上述の通り、上記の不具合を解消する目的で結晶化ガラス基板の表面に有機樹脂被膜を形成し、凹凸形状を付与する方法も検討されている。しかし、調理器用トッププレートはその使用時(つまり、調理時)に結晶化ガラスの表面が加熱され、部分的に表面温度が最高４００℃に上昇することもあり、一般的に、耐熱性樹脂は、このような高温で軟化変形するため、結晶化ガラスの表面に形成した凹凸形状が次第に平滑になり、照明等の光を散乱する機能が次第に失われるばかりでなく、有機樹脂自身が燃焼し、火災やヤケド等の深刻な事態を招来し得る。さらには、有機樹脂の燃焼によって、調理器用トッププレートが黒色化し、美観面が著しく損なわれる問題も生じていた。したがって、結晶化ガラス基板の表面に有機樹脂の被膜を形成する方法は、その使用および適用範囲が制約される。
【００１７】
さらに、結晶化ガラス基板の表面をフッ酸等の強酸でエッチングする方法は、凹凸の形成に強酸を使用するため、作業の安全性の観点から望ましくないことは明らかであるとともに、フッ酸等のエッチングは凹凸形状が滑らかになりすぎる傾向があり、光の散乱を効率よく行うことが困難である。また、この方法は、結晶化ガラス基板の表面粗さを適切に制御することも困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上記問題点を解決するために種々検討した結果、結晶化ガラス基板の表面に酸化物被膜を形成し、その酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜２０μｍとすることで上記課題を解決し、本発明を提案するに至った。なお、本発明の表面粗さは、中心線粗さを指す。
【００１９】
このようにすることにより、結晶化ガラス基板の表面に容易に凹凸を形成でき、照明等から発生する光を散乱させることができ、調理器用トッププレートに防眩性を付与することができる。一方、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、微視的には滑らかな表面となる（凹凸の山部と谷部が鋭角ではない）ため、調理で発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって調理器用トッププレートが汚染されても、汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。その上、サンドブラストによる方法と異なって、調理器用トッププレートの破壊やクラックの起点になるようなスポットが存在しないため、調理器用トッププレートの機械強度の向上に寄与することができる。また、酸化物被膜は、耐熱性を有するため、有機樹脂被膜で発生した上述の問題も生じない。さらに、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、フッ酸エッチングによる方法と異なって、強酸を使用する必要がないため、安全性や環境上の観点から有利である。
【００２０】
また、上述の通り、結晶化ガラスの表面に凹凸を形成すると照明等の光を散乱する。その散乱の影響で、結晶化ガラスの表面が乳白色となり、外観意匠性が向上し、調理器用トッププレート全体が乳白色となり、美観が向上するとともに、乳白色は消費者や需要者に対して清潔感を与えるため、調理器用トッププレートの付加価値の向上といった付随的効果も期待できる。
【００２１】
図１に本発明の概念図を示す。図１は、調理器の外部に臨む結晶化ガラス１１の表面１１ａに酸化物被膜１２が形成されている。サンドブラストによる方法によって形成された表面の凹凸に比べて、酸化物被膜によって形成された表面の凹凸は、凹凸の山部および谷部が滑らかになっている。さらにサンドブラストによる方法と異なり、凹凸の谷部でクラックが発生していない。このように微視的に調理器用トッププレート１０の表面が滑らかであるため、上述の効果が得られることが分かる。
【００２２】
具体的には、上記の目的を達成するために、本発明は、結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成され、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜２０μｍとした調理器用トッププレートであることに特徴付けられる。
【００２３】
第二に、本発明の調理器用トッププレートは、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成されていることに特徴付けられる。
【００２４】
第三に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜がＳｉＯ2またはＴｉＯ2であることに特徴付けられる。
【００２５】
第四に、本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が３０〜９０％であることに特徴付けられる。なお、本発明でいう「グロス値」は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１に準拠した方法により測定した値を指す。
【００２６】
第五に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜の平均膜厚が１０〜２０００ｎｍであることに特徴付けられる。
【００２７】
第六に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜が調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの全面に形成されていることに特徴付けられる。
【００２８】
第七に、本発明の調理器用トッププレートは、上記結晶化ガラスがＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスであることに特徴付けられる。
【００２９】
第八に、本発明の調理器用トッププレートは、上記結晶化ガラスが質量％表示で、ＳｉＯ2 ６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3 １５〜２５％、Ｌｉ2Ｏ １〜５％、ＭｇＯ ０〜４％、ＺｎＯ ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜６％、ＺｒＯ2 ０〜３％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２％、Ｎａ2Ｏ ０〜２％、Ｋ2Ｏ ０〜２％の組成を含有することに特徴付けられる。
【００３０】
第九に、本発明は、上記の特徴を有する調理器用トッププレートの製造方法であって、スプレーコート法を用いて、結晶化ガラスの表面にアルコシキド化合物を吹き付けた後、アルコシキド化合物を４００〜６００℃で焼成することによって、酸化物被膜を結晶化ガラスの表面に形成す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である。
【００３１】
第十に、本発明は、上記方法において、上記アルコシキド化合物がＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドであることに特徴付けられる。
【００３２】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００３３】
本発明の調理器用トッププレートは、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する。酸化物被膜は、耐熱性に優れるとともに結晶化ガラスと酸化物被膜の間に強固な結合を形成することができるため、調理器用トッププレートの使用時に酸化物被膜が剥がれる等の不具合が発生せず、耐久性が優れている。さらに、酸化物被膜は、有機物被膜に比べて耐湿性、耐水性も優れている。
【００３４】
本発明において、酸化物被膜の表面粗さは、０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１５μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．１〜７μｍ、最も好ましくは０．２〜４μｍである。酸化物被膜の表面粗さが０．１μｍよりも小さいと、調理器用トッププレートの防眩性が乏しくなる。また、表面粗さが小さいと、調理器用トッププレートの使用時に発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれによる汚れ等が浸入した場合、これらを清掃することが困難になる。さらに、光の散乱が乏しくなり、調理器用トッププレートが乳白色の色合いにならず、結果として美観が損なわれる等の問題が生じる。一方、酸化物被膜の表面粗さが２０μｍよりも大きいと、膜厚が大きいため安定した膜特性を確保することが困難になるとともに、酸化物被膜の焼成時間等を長くしなければならないため、製造効率が悪化する等の不具合がある。
【００３５】
酸化物被膜は、４００〜６００℃の焼成によって形成することが好ましい。焼成温度が４００℃未満であると、結晶化ガラスと酸化物被膜の強固な結合が得られない。また、焼成温度が６００℃より大きいと、膜厚がばらつきやすくなり、加えてエネルギー効率の観点からも好ましくない。また、焼成時間は、ピーク温度で１〜２０分保持することが好ましい。焼成温度が１分よりも短いと、結晶化ガラスと酸化物被膜の強固な結合が得られない。また、焼成温度が２０分よりも長いと、膜厚がばらつきやすくなり、加えてエネルギー効率の観点からも好ましくない。なお、焼成は、各種の焼成炉が使用可能であり、例えばベルト炉、コンベア炉等が使用可能である。
【００３６】
酸化物被膜は、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に形成することが好ましい。需要者の視覚に訴える効果は、使用面の方が大きいため、調理器用トッププレートの防眩性や美観向上の効果を最大限に享受することができる。
【００３７】
なお、本発明は、酸化物被膜を調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面（非使用面）に形成する態様を排除するものではない。調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成すると、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面が平滑にすることができるため、そうすることで油汚れや調理なべの吹き零れ等の清掃が行いやすくなる利点はあるが、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する態様に比べ、照明等からの光を散乱する効果が劣ることに加え、調理器用トッププレートの美観向上の効果も劣ることになる。
【００３８】
本発明において、酸化物被膜はＳｉＯ2またはＴｉＯ2であることが好ましい。ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、有機樹脂被膜に比べて耐熱性が高く、調理時において熱変形や成分の溶け出し等の不具合が発生しない。また、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、光を散乱させる効果が高く、防眩性が優れている。さらに、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、原材料（ＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシド等）が安価に入手できる等の利点もある。そのうえ、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、平均線熱膨張係数が小さいため、結晶化ガラス基板と酸化物被膜の熱膨張差が小さくなり、結晶化ガラス基板と酸化物被膜の間に不当な応力が発生しないため好ましい。
【００３９】
本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が３０〜９０％であることが好ましく、４０〜７０％であるとより好ましい。グロス値が３０％未満であると乳白色の光沢がなくなり、見栄えが悪くなり、調理器用トッププレートの美観が損なわれる。また、グロス値が９０％より大きいと、室内の照明等の反射が多くなり、調理時等において眩しくなる等の不具合が生じる。
【００４０】
本発明において、酸化物被膜の平均膜厚は、好ましくは１０〜２０００ｎｍ、より好ましくは３０〜１０００ｎｍ、さらに好ましくは５０〜５００ｎｍである。酸化物被膜の平均膜厚が、１０ｎｍ未満であれば、防眩性が得られにくくなる。また、酸化物被膜の平均膜厚が２０００ｎｍより大きいと、形成した酸化物被膜が剥がれやすくなるとともに、材料コストや膜の焼成時間が長くなる等の不具合が生じる。
【００４１】
本発明において、酸化物被膜が結晶化ガラスの全面に形成されていることが好ましい。酸化物被膜を全面に形成する場合、スプレーコート法でＳｉアルコキシド等をスプレーする際、マスク等を使用する必要がないといった製造上の利点や防眩性の向上を最大限に享受できるといった特性上の利点が得られるからである。
【００４２】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスは、重量％表示で、ＳｉＯ2が６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3が１５〜２５％、Ｌｉ2Ｏが１〜５％、ＭｇＯが０〜４％、ＺｎＯが０〜５％、ＴｉＯ2が０〜６％、ＺｒＯ2が０〜３％、Ｐ2Ｏ5が０〜２％、Ｎａ2Ｏが０〜２％、Ｋ2Ｏが０〜２％の組成を有することが好ましい。
【００４３】
本発明における結晶化ガラスの組成範囲を上記のように限定したのは以下の理由による。
【００４４】
ＳｉＯ2はガラスのネットワークフォーマーであるとともに、結晶を構成するための必須成分である。しかし、ＳｉＯ2が６３％より少ない場合はガラスが失透しやすくなり、化学的耐久性が悪くなる。また、ＳｉＯ2が７５％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなる。
【００４５】
Ａｌ2Ｏ3は結晶を構成するための必須成分である。しかし、Ａｌ2Ｏ3が１５％より少ない場合はガラスが失透しやすくなり化学的耐久性が悪くなる。また、Ａｌ2Ｏ3が２５％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなる。
【００４６】
Ｌｉ2Ｏは結晶を構成するための必須成分である。しかし、Ｌｉ2Ｏが１％より少ない場合は所望の結晶が析出しにくくなる。また、Ｌｉ2Ｏが５％より多い場合はガラスの化学的耐久性が悪くなりクラック、剥離等が起こりやすくなる。
【００４７】
ＭｇＯは結晶を構成するための成分である。しかし、ＭｇＯが４％より多い場合は、熱膨張係数が大きくなりすぎる。
【００４８】
ＺｎＯも結晶を構成するための成分であるが、５％より多い場合はガラスが失透しやすくなる。
【００４９】
ＴｉＯ2は核形成剤として作用するが、６％より多い場合は色調が褐色になり透明性が損われる。ＺｒＯ2は核形成剤として作用するが、３％より多い場合はガラスが失透しやすくなり化学的耐久性が悪くなる。
【００５０】
ＴｉＯ2とＺｒＯ2の合量が３％より少ない場合は核形成の働きが充分でないため粗大結晶となって化学的耐久性が悪くなる。また、ＴｉＯ2とＺｒＯ2の合量が９％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなるとともに、色調が褐色になり透明性が損なわれる。
【００５１】
Ｐ2Ｏ5が２％より多い場合は化学的耐久性が悪くなる。
【００５２】
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏはフラックス剤として作用するが各々２％より多い場合は化学的耐久性が著しく悪くなる。さらに、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｃｌ、ＳＯ3等の清澄剤等を合計で２％まで添加することができる。また、その他の成分も特性を損なわない範囲で添加することも可能である。
【００５３】
特に、調理器用トッププレートは、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−０を使用するのが好ましい。ネオセラムＮ−０は、透明で赤外線透過特性や機械強度に優れ、熱膨張係数が３０〜７５０℃の温度範囲で−３．０×１０-7／℃であり、熱膨張係数が０に近いため８００℃の熱衝撃を加えても割れない特長を有している。
【００５４】
結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する方法として、種々の方法を採用することが可能であるが、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法によってＳｉアルコキシド等を結晶化ガラスの表面に被覆する方法が好適である。特に、スプレーコート法は、生産性、製造コストの面で優れている。具体的には、Ｓｉアルコキシド等を簡易に吹き付けることが可能であることに加えて、Ｓｉアルコキシドを焼成する等の操作を行うだけで結晶化ガラスの表面に容易に凹凸を形成することができるため好ましい。また、スプレーコート法は、スプレー条件を適宜変更することができ、スプレー溶液のドライ−ウェットの状態を適宜変更することで、酸化物被膜の凹凸状態を適宜変更することが可能である。さらに、スプレーコート法は、原料粒子径を調節することにより、酸化物被膜の凹凸状態を適宜変更することも可能である。
【００５５】
Ｓｉアルコキシドを含む溶液として、種々の態様が考えられるが、Ｓｉ（ＯＲ）m（Ｒ'）n（ｍ＝１〜４、ｎ＝０〜３、Ｒ、Ｒ'は炭素数１〜４のアルキル基）で示されるＳｉアルコキシドは、低温短時間で焼結し、ＳｉＯ2酸化物被膜を形成することができるため、好ましい。特に、Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）4が特性、コストの面で最も好ましい。なお、Ｓｉアルコキシドと同様に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ等のアルコキシドを使用することも可能である。
【００５６】
さらに、酸化物被膜は、焼成によって微視的には滑らかな表面となる。その結果、調理器用トッププレートの使用時に油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって汚染されても、それらの汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。また、微視的に滑らかな表面であるため、調理器用トッププレートに破壊(クラック)の起点が存在せず、調理器用トッププレートの機械強度が向上することになる。
【００５７】
本発明の調理器用トッププレートは、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面及び調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面に遮光膜等の機能膜を形成することができる。また、酸化物被膜上に遮光膜等を形成することもできる。遮光膜は、種々の材料が使用可能であるが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｐｔ及びＡｕからなる群より選ばれた１種の金属、ステンレス、ハステロイ、インコネル及びニクロムからなる群より選ばれた１種の合金、ステンレス、ハステロイ、インコネル及びニクロムからなる群より選ばれた１種の合金の窒化物、又はＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、及びＭｏからなる群より選ばれた１種もしくは２種以上の金属の窒化物を含むことが好ましい。このような遮光層を有する調理器用トッププレートは、遮光能力に優れるため、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽することができ、また、正反射率が高く、金属光沢を有する外観となるため、調理器周囲にあるステンレス等の金属製の調理台や壁と良く調和する。さらに、この遮光層は化学的耐久性に優れるため、水、洗剤、調味料等によって変色したり、浸食されたりすることがない。
【００５８】
本発明の調理器用トッププレートは、遮光膜と同様にして、酸化防止膜を形成することができる。酸化防止膜は、種々の材料が使用可能であるが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＳｎからなる群より選ばれた１種もしくは２種以上の金属の窒化物、又は、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉからなる群より選ばれた１種の金属の酸化物を含むと、遮光膜の酸化防止能力が高いため好ましい。
【００５９】
本発明の調理器用トッププレートは、文字又は図形、装飾膜を形成することも可能である。文字又は図形、装飾膜は、蒸着法や印刷法のいずれの方法を用いて形成しても構わない。例えば、文字又は図形をスクリーン印刷法で形成すると、メッシュ（孔版）の種類やインクを変えるだけで、多種類の文字や図形を形成することが可能であるので、製品の品種を容易に増やすことができて好ましい。
（実施例）
本発明の実施例を表１に示し、本発明の比較例を表２に示す。
【００６０】
実施例および比較例において、基板（基材）として、２００ｍｍ×２００ｍｍ×３．８ｍｍ厚の結晶化ガラスを使用した。結晶化ガラスは、質量％で、ＳｉＯ2 ６６％、Ａｌ2Ｏ3 ２２％、Ｌｉ2Ｏ ４％、ＴｉＯ2 ２％、ＺｒＯ2 ２％、ＢａＯ １．５％、Ｎａ2Ｏ ０．５％、Ｋ2Ｏ ０．５％、Ｐ2Ｏ5 １％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４％、Ｓｂ2Ｏ3 ０．１％の組成を有し、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が−５×１０-7／℃である透明結晶化ガラスを使用した。
【００６１】
結晶化ガラスの酸化物被膜は、スプレーコート法によってＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドを調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面にスプレーした後、４５０℃２０分で焼成することによって形成した。なお、酸化物被膜の表面粗さは、スプレーの液体状態（ドライ−ウェット）等を調節することによって調製した。
【００６２】
一方、比較例のサンドブラスト法は、ブラスト材としてＳｉＣを使用し、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面にサンドブラスト処理を実行し、その表面に凹凸を形成した。結晶化ガラスの表面粗さは、ブラスト材の粒径およびブラストレート、ブラスト圧を調節することで調製した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
平均膜厚は、走査型電子顕微鏡（５０００倍）によって測定した。
【００６６】
表面粗さは、表面粗さ計（小坂研究所製サーフコーダＳＥ−３０Ｈ）によって測定した。
【００６７】
グロス値は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１に準拠した方法により測定した。
【００６８】
「清掃性」は、調理器用トッププレートにレッドインク１０ｍｌを均一に５点滴下した上で、市販の調理布にアルコールをしみ込ませたものを用いて、レッドインクをふき取った。なお、ふき取り回数は、清掃箇所当たり往復５回とした。レッドインクの痕跡を残すことなく、清掃できたものを「○」とし、レッドインクの痕跡が残存し、調理器用トッププレートが赤くなっているものを「×」とした。
【００６９】
「機械強度」は、２０ｍｍ×２００ｍｍ×３．８ｍｍ厚の調理器用トッププレートを試験片とし、周知の抗折強度の試験を行い、抗折強度が１００ＭＰａ以上のものを「○」とし、１００ＭＰａ未満のものを「×」とした。なお、スパンは５０ｍｍ、加圧冶具の幅は２ｍｍとした。
【００７０】
表１から分かるように、実施例１〜４の酸化物被膜は、平均膜厚が９０〜４００ｎｍであり、表面粗さが０．３〜１０μｍであった。その結果、本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が５４〜６６％であり、良好な防眩性を有していた。さらに本発明の調理器用トッププレートは、清掃性や機械強度も良好であった。
【００７１】
図３に実施例１の酸化物被膜の表面拡大写真を示す。図３から明らかなように、実施例１の酸化物被膜は、巨視的には表面に凹凸があるが、微視的には表面が滑らかである。したがって、防眩性のみならず、清掃性や機械強度が良好であると判断できる。
【００７２】
表２から分かるように、比較例１は酸化物被膜の表面粗さが０．０５μｍと小さかったため、グロス値が９２％と高く、防眩性が劣っていた。また、比較例２、３は、結晶化ガラス基板の表面の凹凸をサンドブラストによって形成したため、清掃性が劣っており、かつ機械強度が小さかった。
【００７３】
図４に比較例２の結晶化ガラス基板の表面拡大写真を示す。図４から明らかなように、結晶化ガラス基板に凹凸が形成されているが、凹凸の山部および谷部が鋭角であることが分かる。したがって、凹凸の山部が鋭いため、その部分が物理的衝突等によって破壊されやすくなっているとともに、凹凸の先端が先鋭であるために、この部分に手が触れると切創する危険性が否定できないことになる。さらに、凹凸の谷部に汚れ成分等が滞留しやすく、清掃しにくいため、清掃性が劣ることが分かる。さらに、結晶化ガラス基板の凹凸の谷部にクラックが発生しやすくなっていることも分かり、調理器用トッププレートの機械強度が低下していると判断できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の結晶化ガラストッププレートは、結晶化ガラス基板の表面に酸化物被膜を形成し、その酸化物被膜の表面粗さを０．１〜２０μｍとしたことにより、照明等から発生する光を散乱させることができ、調理器用トッププレートに防眩性を付与することができる。一方、酸化物被膜は、微視的には滑らかな表面となるため、調理で発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって汚染されても、それらの汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。その上、サンドブラストによる方法と異なって、調理器用トッププレートの破壊やクラックの起点になるようなスポットが存在しないため、調理器用トッププレートの機械強度の向上に寄与することができる。また、酸化物被膜は、耐熱性を有するため、有機樹脂被膜で発生した問題も生じない。さらに、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、フッ酸エッチングによる方法と異なって、強酸を使用する必要がないため、安全性や環境上有利である。その結果、本発明の調理器用トッププレートは、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターを用いた赤外線加熱調理器、電磁加熱調理器、ガス調理器のトッププレートに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る調理器用トッププレートの断面概念図である。
【図２】従来技術に係る調理器用トッププレートの断面概念図である。
【図３】本発明の比較例に係る調理器用トッププレートの表面拡大写真である。
【図４】本発明の実施例に係る調理器用トッププレートの表面拡大写真である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 調理器用トッププレート
１１ 結晶化ガラス
１１ａ 調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面(使用面)
１２ 酸化物被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理器用トッププレート、特にラジエントヒーターやハロゲンヒーターを用いた赤外線加熱調理器、電磁加熱（ＩＨ）調理器、ガス調理器のトッププレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用や業務用の調理器として、従来からのガスコンロを採用したガス調理器だけでなく、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターを採用した赤外線加熱調理器、電磁加熱調理器が使用されるようになってきた。例えば、電磁加熱調理器に用いられるトッププレートには、熱効率、安全性、熱衝撃性の点から、電磁誘導加熱量が小さく、低熱膨張であるガラス、セラミックス、結晶化ガラス等の材料が使用されてきた。
【０００３】
また、トッププレートとして、琺瑯やステンレスを使用していたガス調理器においても、材料の美観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、結晶化ガラス等の非金属系材料が使用されるようになってきた。
【０００４】
特に、結晶化ガラスは、熱衝撃に強く、機械強度や美観も良好であることから、調理器用トッププレートの基板(基材)として理想的な特性を備えている。
【０００５】
ところで、調理器用トッププレートの本来の役割は、加熱装置に対して、水、調味料、食品等が飛散するのを防止することである。それに加えて、近年、調理器用トッププレートの多機能化、美観向上等のため、結晶化ガラス等の基板の表面（調理器の外部側に臨む面および調理器の内部側に臨む面）に種々の処理や膜付け等が行われるのが通例となっている。
【０００６】
例えば、加熱装置や配線等の調理器の内部構造を隠蔽して美観を向上させる目的のため、透明な低膨張ガラスからなる基板の表面に印刷法を用いて遮光膜を形成する方法が利用されている。下記の特許文献１には、透明な低膨張結晶化ガラス基板の表面に、貴金属と卑金属からなるラスター彩の被膜を設けたトッププレートが記載されている。
【０００７】
しかし、結晶化ガラス基板自体が光沢を有することに加えて、特許文献１記載のラスター彩の被膜等は、被膜自体が光沢を有するため、調理器用トッププレートの表面で室内の照明等の光が反射し、眩しくなる等の問題があった。光の反射により眩しくなると、調理器用トッププレートを用いて調理を行う場合、作業がしにくいとともに、操作ミス等でヤケド等を引き起こす原因ともなり得るため、調理器用トッププレートに光の反射を抑制する効果（防眩性）を付与することは重要な技術的課題であった。なお、室内の照明等の強度を低下させれば、光の反射をある程度抑制することは可能であるが、上述の作業がしにくいといった問題点は依然として残存することとなる。
【０００８】
この問題を解決する方法として、防眩性を持った散乱膜を結晶化ガラス基板の表面に形成することが最も簡便な方法であると考えられるが、そのような膜は技術的に困難であり、未だ実用化に至っていないのが実情である。
【０００９】
そこで、従来、結晶化ガラス基板の表面にサンドブラスト処理を施すことで、その表面に凹凸を形成する方法が用いられてきた。この凹凸形状を利用することにより、室内の照明等から生じる光を散乱させ、眩しくなる等の問題を回避することが可能となる。
【００１０】
また、別の方法として、有機樹脂被膜によって結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法が用いられている。上記と同様に、この凹凸形状を利用することにより、室内の照明等から生じる光を散乱させ、眩しくなる等の問題を回避することが可能となる。
【００１１】
さらに、別の方法として、特許文献２によると、結晶化ガラス基板の表面をフッ酸等の強酸でエッチングすることにより、結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法が用いられている。
【００１２】
一方、近年、消費者の志向も多様となり、調理器用トッププレートの外観も重要な要素となっている。とりわけ、乳白色の調理器用トッププレートは、消費者に好まれている。上述の通り、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面(使用面)に凹凸を形成すると、その表面で照明等の光が散乱する。その光の散乱の影響で調理器用トッププレート全体が乳白色となり、外観意匠性や美観が向上するとともに、乳白色は消費者や需要者に対して清潔感を与えるため、調理器用トッププレートの付加価値の向上といった付随的効果も期待できることとなる。
【特許文献１】特公平７―１７４０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のサンドブラスト処理により結晶化ガラス基板の表面に凹凸を形成する方法は、ＳｉＣや炭酸カルシウム等で構成されるブラスト材を結晶化ガラス基板の表面に物理的に衝突させ、表面を荒らす方法であるため、この物理的な衝突の作用として、結晶化ガラス基板の表面に微細なクラック等が不可避的に発生し、基板の機械強度を低下させるばかりでなく、微細なクラックの間隙に汚れ、異物等が滞留しやすくなり、調理器用トッププレートの美観が損なわれやすくなるとともに、調理器用トッププレートから汚れ、異物等を除去することが極めて困難となる。
【００１４】
さらに、上述のブラスト処理は、ブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等が必然的に発生するため、それらの除去が必要であり、ブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等が微細粒であることを勘案すると、結晶化ガラス基板を入念に洗浄する必要があった。加えて、結晶化ガラス基板に発生した微細クラック内にブラスト材の残渣や結晶化ガラスの破壊片等の微細粒が入り込むため、結晶化ガラス基板を洗浄することが困難となっていた。
【００１５】
図２にサンドブラスト処理により、調理器の外部側に臨む結晶化ガラス１１からなる基板の表面１１ａに凹凸を形成した時の調理器用トッププレート１０の概念図を示す。図２から明らかなように、表面１１ａに形成された凹凸は、凹凸の山の部分（先端部分）が鋭いため、その部分が物理的衝突等によって破壊されやすくなっているとともに、凹凸の先端が先鋭であるために、この部分に手が触れると切創する危険性が否定できないことになる。さらに、表面１１ａに形成された凹凸の谷の部分に微細クラックが入りやすく、このクラックを起点として、調理器用トッププレートの機械強度が低下し、ひいては破壊に至るといった深刻な事態を生じる。
【００１６】
上述の通り、上記の不具合を解消する目的で結晶化ガラス基板の表面に有機樹脂被膜を形成し、凹凸形状を付与する方法も検討されている。しかし、調理器用トッププレートはその使用時(つまり、調理時)に結晶化ガラスの表面が加熱され、部分的に表面温度が最高４００℃に上昇することもあり、一般的に、耐熱性樹脂は、このような高温で軟化変形するため、結晶化ガラスの表面に形成した凹凸形状が次第に平滑になり、照明等の光を散乱する機能が次第に失われるばかりでなく、有機樹脂自身が燃焼し、火災やヤケド等の深刻な事態を招来し得る。さらには、有機樹脂の燃焼によって、調理器用トッププレートが黒色化し、美観面が著しく損なわれる問題も生じていた。したがって、結晶化ガラス基板の表面に有機樹脂の被膜を形成する方法は、その使用および適用範囲が制約される。
【００１７】
さらに、結晶化ガラス基板の表面をフッ酸等の強酸でエッチングする方法は、凹凸の形成に強酸を使用するため、作業の安全性の観点から望ましくないことは明らかであるとともに、フッ酸等のエッチングは凹凸形状が滑らかになりすぎる傾向があり、光の散乱を効率よく行うことが困難である。また、この方法は、結晶化ガラス基板の表面粗さを適切に制御することも困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上記問題点を解決するために種々検討した結果、結晶化ガラス基板の表面に酸化物被膜を形成し、その酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜２０μｍとすることで上記課題を解決し、本発明を提案するに至った。なお、本発明の表面粗さは、中心線粗さを指す。
【００１９】
このようにすることにより、結晶化ガラス基板の表面に容易に凹凸を形成でき、照明等から発生する光を散乱させることができ、調理器用トッププレートに防眩性を付与することができる。一方、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、微視的には滑らかな表面となる（凹凸の山部と谷部が鋭角ではない）ため、調理で発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって調理器用トッププレートが汚染されても、汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。その上、サンドブラストによる方法と異なって、調理器用トッププレートの破壊やクラックの起点になるようなスポットが存在しないため、調理器用トッププレートの機械強度の向上に寄与することができる。また、酸化物被膜は、耐熱性を有するため、有機樹脂被膜で発生した上述の問題も生じない。さらに、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、フッ酸エッチングによる方法と異なって、強酸を使用する必要がないため、安全性や環境上の観点から有利である。
【００２０】
また、上述の通り、結晶化ガラスの表面に凹凸を形成すると照明等の光を散乱する。その散乱の影響で、結晶化ガラスの表面が乳白色となり、外観意匠性が向上し、調理器用トッププレート全体が乳白色となり、美観が向上するとともに、乳白色は消費者や需要者に対して清潔感を与えるため、調理器用トッププレートの付加価値の向上といった付随的効果も期待できる。
【００２１】
図１に本発明の概念図を示す。図１は、調理器の外部に臨む結晶化ガラス１１の表面１１ａに酸化物被膜１２が形成されている。サンドブラストによる方法によって形成された表面の凹凸に比べて、酸化物被膜によって形成された表面の凹凸は、凹凸の山部および谷部が滑らかになっている。さらにサンドブラストによる方法と異なり、凹凸の谷部でクラックが発生していない。このように微視的に調理器用トッププレート１０の表面が滑らかであるため、上述の効果が得られることが分かる。
【００２２】
具体的には、上記の目的を達成するために、本発明は、結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成され、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜２０μｍとした調理器用トッププレートであることに特徴付けられる。
【００２３】
第二に、本発明の調理器用トッププレートは、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成されていることに特徴付けられる。
【００２４】
第三に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜がＳｉＯ2またはＴｉＯ2であることに特徴付けられる。
【００２５】
第四に、本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が３０〜９０％であることに特徴付けられる。なお、本発明でいう「グロス値」は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１に準拠した方法により測定した値を指す。
【００２６】
第五に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜の平均膜厚が１０〜２０００ｎｍであることに特徴付けられる。
【００２７】
第六に、本発明の調理器用トッププレートは、上記酸化物被膜が調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの全面に形成されていることに特徴付けられる。
【００２８】
第七に、本発明の調理器用トッププレートは、上記結晶化ガラスがＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスであることに特徴付けられる。
【００２９】
第八に、本発明の調理器用トッププレートは、上記結晶化ガラスが質量％表示で、ＳｉＯ2 ６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3 １５〜２５％、Ｌｉ2Ｏ １〜５％、ＭｇＯ ０〜４％、ＺｎＯ ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜６％、ＺｒＯ2 ０〜３％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２％、Ｎａ2Ｏ ０〜２％、Ｋ2Ｏ ０〜２％の組成を含有することに特徴付けられる。
【００３０】
第九に、本発明は、上記の特徴を有する調理器用トッププレートの製造方法であって、スプレーコート法を用いて、結晶化ガラスの表面にアルコシキド化合物を吹き付けた後、アルコシキド化合物を４００〜６００℃で焼成することによって、酸化物被膜を結晶化ガラスの表面に形成す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である。
【００３１】
第十に、本発明は、上記方法において、上記アルコシキド化合物がＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドであることに特徴付けられる。
【００３２】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００３３】
本発明の調理器用トッププレートは、結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する。酸化物被膜は、耐熱性に優れるとともに結晶化ガラスと酸化物被膜の間に強固な結合を形成することができるため、調理器用トッププレートの使用時に酸化物被膜が剥がれる等の不具合が発生せず、耐久性が優れている。さらに、酸化物被膜は、有機物被膜に比べて耐湿性、耐水性も優れている。
【００３４】
本発明において、酸化物被膜の表面粗さは、０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１５μｍ、より好ましくは０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．１〜７μｍ、最も好ましくは０．２〜４μｍである。酸化物被膜の表面粗さが０．１μｍよりも小さいと、調理器用トッププレートの防眩性が乏しくなる。また、表面粗さが小さいと、調理器用トッププレートの使用時に発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれによる汚れ等が浸入した場合、これらを清掃することが困難になる。さらに、光の散乱が乏しくなり、調理器用トッププレートが乳白色の色合いにならず、結果として美観が損なわれる等の問題が生じる。一方、酸化物被膜の表面粗さが２０μｍよりも大きいと、膜厚が大きいため安定した膜特性を確保することが困難になるとともに、酸化物被膜の焼成時間等を長くしなければならないため、製造効率が悪化する等の不具合がある。
【００３５】
酸化物被膜は、４００〜６００℃の焼成によって形成することが好ましい。焼成温度が４００℃未満であると、結晶化ガラスと酸化物被膜の強固な結合が得られない。また、焼成温度が６００℃より大きいと、膜厚がばらつきやすくなり、加えてエネルギー効率の観点からも好ましくない。また、焼成時間は、ピーク温度で１〜２０分保持することが好ましい。焼成温度が１分よりも短いと、結晶化ガラスと酸化物被膜の強固な結合が得られない。また、焼成温度が２０分よりも長いと、膜厚がばらつきやすくなり、加えてエネルギー効率の観点からも好ましくない。なお、焼成は、各種の焼成炉が使用可能であり、例えばベルト炉、コンベア炉等が使用可能である。
【００３６】
酸化物被膜は、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に形成することが好ましい。需要者の視覚に訴える効果は、使用面の方が大きいため、調理器用トッププレートの防眩性や美観向上の効果を最大限に享受することができる。
【００３７】
なお、本発明は、酸化物被膜を調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面（非使用面）に形成する態様を排除するものではない。調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成すると、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面が平滑にすることができるため、そうすることで油汚れや調理なべの吹き零れ等の清掃が行いやすくなる利点はあるが、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する態様に比べ、照明等からの光を散乱する効果が劣ることに加え、調理器用トッププレートの美観向上の効果も劣ることになる。
【００３８】
本発明において、酸化物被膜はＳｉＯ2またはＴｉＯ2であることが好ましい。ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、有機樹脂被膜に比べて耐熱性が高く、調理時において熱変形や成分の溶け出し等の不具合が発生しない。また、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、光を散乱させる効果が高く、防眩性が優れている。さらに、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、原材料（ＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシド等）が安価に入手できる等の利点もある。そのうえ、ＳｉＯ2またはＴｉＯ2の酸化物被膜は、平均線熱膨張係数が小さいため、結晶化ガラス基板と酸化物被膜の熱膨張差が小さくなり、結晶化ガラス基板と酸化物被膜の間に不当な応力が発生しないため好ましい。
【００３９】
本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が３０〜９０％であることが好ましく、４０〜７０％であるとより好ましい。グロス値が３０％未満であると乳白色の光沢がなくなり、見栄えが悪くなり、調理器用トッププレートの美観が損なわれる。また、グロス値が９０％より大きいと、室内の照明等の反射が多くなり、調理時等において眩しくなる等の不具合が生じる。
【００４０】
本発明において、酸化物被膜の平均膜厚は、好ましくは１０〜２０００ｎｍ、より好ましくは３０〜１０００ｎｍ、さらに好ましくは５０〜５００ｎｍである。酸化物被膜の平均膜厚が、１０ｎｍ未満であれば、防眩性が得られにくくなる。また、酸化物被膜の平均膜厚が２０００ｎｍより大きいと、形成した酸化物被膜が剥がれやすくなるとともに、材料コストや膜の焼成時間が長くなる等の不具合が生じる。
【００４１】
本発明において、酸化物被膜が結晶化ガラスの全面に形成されていることが好ましい。酸化物被膜を全面に形成する場合、スプレーコート法でＳｉアルコキシド等をスプレーする際、マスク等を使用する必要がないといった製造上の利点や防眩性の向上を最大限に享受できるといった特性上の利点が得られるからである。
【００４２】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスは、重量％表示で、ＳｉＯ2が６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3が１５〜２５％、Ｌｉ2Ｏが１〜５％、ＭｇＯが０〜４％、ＺｎＯが０〜５％、ＴｉＯ2が０〜６％、ＺｒＯ2が０〜３％、Ｐ2Ｏ5が０〜２％、Ｎａ2Ｏが０〜２％、Ｋ2Ｏが０〜２％の組成を有することが好ましい。
【００４３】
本発明における結晶化ガラスの組成範囲を上記のように限定したのは以下の理由による。
【００４４】
ＳｉＯ2はガラスのネットワークフォーマーであるとともに、結晶を構成するための必須成分である。しかし、ＳｉＯ2が６３％より少ない場合はガラスが失透しやすくなり、化学的耐久性が悪くなる。また、ＳｉＯ2が７５％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなる。
【００４５】
Ａｌ2Ｏ3は結晶を構成するための必須成分である。しかし、Ａｌ2Ｏ3が１５％より少ない場合はガラスが失透しやすくなり化学的耐久性が悪くなる。また、Ａｌ2Ｏ3が２５％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなる。
【００４６】
Ｌｉ2Ｏは結晶を構成するための必須成分である。しかし、Ｌｉ2Ｏが１％より少ない場合は所望の結晶が析出しにくくなる。また、Ｌｉ2Ｏが５％より多い場合はガラスの化学的耐久性が悪くなりクラック、剥離等が起こりやすくなる。
【００４７】
ＭｇＯは結晶を構成するための成分である。しかし、ＭｇＯが４％より多い場合は、熱膨張係数が大きくなりすぎる。
【００４８】
ＺｎＯも結晶を構成するための成分であるが、５％より多い場合はガラスが失透しやすくなる。
【００４９】
ＴｉＯ2は核形成剤として作用するが、６％より多い場合は色調が褐色になり透明性が損われる。ＺｒＯ2は核形成剤として作用するが、３％より多い場合はガラスが失透しやすくなり化学的耐久性が悪くなる。
【００５０】
ＴｉＯ2とＺｒＯ2の合量が３％より少ない場合は核形成の働きが充分でないため粗大結晶となって化学的耐久性が悪くなる。また、ＴｉＯ2とＺｒＯ2の合量が９％より多い場合はガラスの溶融性が悪くなるとともに、色調が褐色になり透明性が損なわれる。
【００５１】
Ｐ2Ｏ5が２％より多い場合は化学的耐久性が悪くなる。
【００５２】
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏはフラックス剤として作用するが各々２％より多い場合は化学的耐久性が著しく悪くなる。さらに、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｃｌ、ＳＯ3等の清澄剤等を合計で２％まで添加することができる。また、その他の成分も特性を損なわない範囲で添加することも可能である。
【００５３】
特に、調理器用トッププレートは、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ネオセラムＮ−０を使用するのが好ましい。ネオセラムＮ−０は、透明で赤外線透過特性や機械強度に優れ、熱膨張係数が３０〜７５０℃の温度範囲で−３．０×１０-7／℃であり、熱膨張係数が０に近いため８００℃の熱衝撃を加えても割れない特長を有している。
【００５４】
結晶化ガラスの表面に酸化物被膜を形成する方法として、種々の方法を採用することが可能であるが、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法によってＳｉアルコキシド等を結晶化ガラスの表面に被覆する方法が好適である。特に、スプレーコート法は、生産性、製造コストの面で優れている。具体的には、Ｓｉアルコキシド等を簡易に吹き付けることが可能であることに加えて、Ｓｉアルコキシドを焼成する等の操作を行うだけで結晶化ガラスの表面に容易に凹凸を形成することができるため好ましい。また、スプレーコート法は、スプレー条件を適宜変更することができ、スプレー溶液のドライ−ウェットの状態を適宜変更することで、酸化物被膜の凹凸状態を適宜変更することが可能である。さらに、スプレーコート法は、原料粒子径を調節することにより、酸化物被膜の凹凸状態を適宜変更することも可能である。
【００５５】
Ｓｉアルコキシドを含む溶液として、種々の態様が考えられるが、Ｓｉ（ＯＲ）m（Ｒ'）n（ｍ＝１〜４、ｎ＝０〜３、Ｒ、Ｒ'は炭素数１〜４のアルキル基）で示されるＳｉアルコキシドは、低温短時間で焼結し、ＳｉＯ2酸化物被膜を形成することができるため、好ましい。特に、Ｓｉ（ＯＣＨ2ＣＨ3）4が特性、コストの面で最も好ましい。なお、Ｓｉアルコキシドと同様に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ等のアルコキシドを使用することも可能である。
【００５６】
さらに、酸化物被膜は、焼成によって微視的には滑らかな表面となる。その結果、調理器用トッププレートの使用時に油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって汚染されても、それらの汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。また、微視的に滑らかな表面であるため、調理器用トッププレートに破壊(クラック)の起点が存在せず、調理器用トッププレートの機械強度が向上することになる。
【００５７】
本発明の調理器用トッププレートは、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面及び調理器の内部側に臨む結晶化ガラスの表面に遮光膜等の機能膜を形成することができる。また、酸化物被膜上に遮光膜等を形成することもできる。遮光膜は、種々の材料が使用可能であるが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｐｔ及びＡｕからなる群より選ばれた１種の金属、ステンレス、ハステロイ、インコネル及びニクロムからなる群より選ばれた１種の合金、ステンレス、ハステロイ、インコネル及びニクロムからなる群より選ばれた１種の合金の窒化物、又はＴｉ、Ｎｂ、Ｗ、及びＭｏからなる群より選ばれた１種もしくは２種以上の金属の窒化物を含むことが好ましい。このような遮光層を有する調理器用トッププレートは、遮光能力に優れるため、加熱装置、配線等の調理器の内部構造を隠蔽することができ、また、正反射率が高く、金属光沢を有する外観となるため、調理器周囲にあるステンレス等の金属製の調理台や壁と良く調和する。さらに、この遮光層は化学的耐久性に優れるため、水、洗剤、調味料等によって変色したり、浸食されたりすることがない。
【００５８】
本発明の調理器用トッププレートは、遮光膜と同様にして、酸化防止膜を形成することができる。酸化防止膜は、種々の材料が使用可能であるが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＳｎからなる群より選ばれた１種もしくは２種以上の金属の窒化物、又は、Ｓｉ、Ａｌ及びＴｉからなる群より選ばれた１種の金属の酸化物を含むと、遮光膜の酸化防止能力が高いため好ましい。
【００５９】
本発明の調理器用トッププレートは、文字又は図形、装飾膜を形成することも可能である。文字又は図形、装飾膜は、蒸着法や印刷法のいずれの方法を用いて形成しても構わない。例えば、文字又は図形をスクリーン印刷法で形成すると、メッシュ（孔版）の種類やインクを変えるだけで、多種類の文字や図形を形成することが可能であるので、製品の品種を容易に増やすことができて好ましい。
（実施例）
本発明の実施例を表１に示し、本発明の比較例を表２に示す。
【００６０】
実施例および比較例において、基板（基材）として、２００ｍｍ×２００ｍｍ×３．８ｍｍ厚の結晶化ガラスを使用した。結晶化ガラスは、質量％で、ＳｉＯ2 ６６％、Ａｌ2Ｏ3 ２２％、Ｌｉ2Ｏ ４％、ＴｉＯ2 ２％、ＺｒＯ2 ２％、ＢａＯ １．５％、Ｎａ2Ｏ ０．５％、Ｋ2Ｏ ０．５％、Ｐ2Ｏ5 １％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４％、Ｓｂ2Ｏ3 ０．１％の組成を有し、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が−５×１０-7／℃である透明結晶化ガラスを使用した。
【００６１】
結晶化ガラスの酸化物被膜は、スプレーコート法によってＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドを調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面にスプレーした後、４５０℃２０分で焼成することによって形成した。なお、酸化物被膜の表面粗さは、スプレーの液体状態（ドライ−ウェット）等を調節することによって調製した。
【００６２】
一方、比較例のサンドブラスト法は、ブラスト材としてＳｉＣを使用し、調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面にサンドブラスト処理を実行し、その表面に凹凸を形成した。結晶化ガラスの表面粗さは、ブラスト材の粒径およびブラストレート、ブラスト圧を調節することで調製した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
平均膜厚は、走査型電子顕微鏡（５０００倍）によって測定した。
【００６６】
表面粗さは、表面粗さ計（小坂研究所製サーフコーダＳＥ−３０Ｈ）によって測定した。
【００６７】
グロス値は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１に準拠した方法により測定した。
【００６８】
「清掃性」は、調理器用トッププレートにレッドインク１０ｍｌを均一に５点滴下した上で、市販の調理布にアルコールをしみ込ませたものを用いて、レッドインクをふき取った。なお、ふき取り回数は、清掃箇所当たり往復５回とした。レッドインクの痕跡を残すことなく、清掃できたものを「○」とし、レッドインクの痕跡が残存し、調理器用トッププレートが赤くなっているものを「×」とした。
【００６９】
「機械強度」は、２０ｍｍ×２００ｍｍ×３．８ｍｍ厚の調理器用トッププレートを試験片とし、周知の抗折強度の試験を行い、抗折強度が１００ＭＰａ以上のものを「○」とし、１００ＭＰａ未満のものを「×」とした。なお、スパンは５０ｍｍ、加圧冶具の幅は２ｍｍとした。
【００７０】
表１から分かるように、実施例１〜４の酸化物被膜は、平均膜厚が９０〜４００ｎｍであり、表面粗さが０．３〜１０μｍであった。その結果、本発明の調理器用トッププレートは、グロス値が５４〜６６％であり、良好な防眩性を有していた。さらに本発明の調理器用トッププレートは、清掃性や機械強度も良好であった。
【００７１】
図３に実施例１の酸化物被膜の表面拡大写真を示す。図３から明らかなように、実施例１の酸化物被膜は、巨視的には表面に凹凸があるが、微視的には表面が滑らかである。したがって、防眩性のみならず、清掃性や機械強度が良好であると判断できる。
【００７２】
表２から分かるように、比較例１は酸化物被膜の表面粗さが０．０５μｍと小さかったため、グロス値が９２％と高く、防眩性が劣っていた。また、比較例２、３は、結晶化ガラス基板の表面の凹凸をサンドブラストによって形成したため、清掃性が劣っており、かつ機械強度が小さかった。
【００７３】
図４に比較例２の結晶化ガラス基板の表面拡大写真を示す。図４から明らかなように、結晶化ガラス基板に凹凸が形成されているが、凹凸の山部および谷部が鋭角であることが分かる。したがって、凹凸の山部が鋭いため、その部分が物理的衝突等によって破壊されやすくなっているとともに、凹凸の先端が先鋭であるために、この部分に手が触れると切創する危険性が否定できないことになる。さらに、凹凸の谷部に汚れ成分等が滞留しやすく、清掃しにくいため、清掃性が劣ることが分かる。さらに、結晶化ガラス基板の凹凸の谷部にクラックが発生しやすくなっていることも分かり、調理器用トッププレートの機械強度が低下していると判断できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の結晶化ガラストッププレートは、結晶化ガラス基板の表面に酸化物被膜を形成し、その酸化物被膜の表面粗さを０．１〜２０μｍとしたことにより、照明等から発生する光を散乱させることができ、調理器用トッププレートに防眩性を付与することができる。一方、酸化物被膜は、微視的には滑らかな表面となるため、調理で発生する油汚れや鍋等の吹きこぼれ等によって汚染されても、それらの汚れや異物が滞留するスポットがないため、調理器用トッププレートの清掃を簡単に行うことができる。その上、サンドブラストによる方法と異なって、調理器用トッププレートの破壊やクラックの起点になるようなスポットが存在しないため、調理器用トッププレートの機械強度の向上に寄与することができる。また、酸化物被膜は、耐熱性を有するため、有機樹脂被膜で発生した問題も生じない。さらに、酸化物被膜で表面に凹凸を形成する方法は、フッ酸エッチングによる方法と異なって、強酸を使用する必要がないため、安全性や環境上有利である。その結果、本発明の調理器用トッププレートは、ラジエントヒーターやハロゲンヒーターを用いた赤外線加熱調理器、電磁加熱調理器、ガス調理器のトッププレートに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る調理器用トッププレートの断面概念図である。
【図２】従来技術に係る調理器用トッププレートの断面概念図である。
【図３】本発明の比較例に係る調理器用トッププレートの表面拡大写真である。
【図４】本発明の実施例に係る調理器用トッププレートの表面拡大写真である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 調理器用トッププレート
１１ 結晶化ガラス
１１ａ 調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面(使用面)
１２ 酸化物被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、
結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成され、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜２０μｍ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】
調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成されてい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】
前記酸化物被膜がＳｉＯ2またはＴｉＯ2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】
グロス値が３０〜９０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項５】
前記酸化物被膜の平均膜厚が１０〜２０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項６】
前記酸化物被膜が調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの全面に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項７】
前記結晶化ガラスがＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項８】
前記結晶化ガラスが質量％表示で、ＳｉＯ2 ６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3 １５〜２５％、Ｌｉ2Ｏ １〜５％、ＭｇＯ ０〜４％、ＺｎＯ ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜６％、ＺｒＯ2 ０〜３％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２％、Ｎａ2Ｏ ０〜２％、Ｋ2Ｏ ０〜２％の組成を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の調理器用トッププレートの製造方法であって、
スプレーコート法を用いて、結晶化ガラスの表面にアルコキシド化合物を吹き付けた後、前記アルコキシド化合物を４００〜６００℃で焼成することによって、酸化物被膜を結晶化ガラスの表面に形成す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。
【請求項１０】
前記アルコキシド化合物がＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドであることを特徴とする請求項９に記載の調理器用トッププレートの製造方法。
【請求項１】
結晶化ガラスを基材とする調理器用トッププレートにおいて、
結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成され、前記酸化物被膜の表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜２０μｍ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】
調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの表面に酸化物被膜が形成されてい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】
前記酸化物被膜がＳｉＯ2またはＴｉＯ2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】
グロス値が３０〜９０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項５】
前記酸化物被膜の平均膜厚が１０〜２０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項６】
前記酸化物被膜が調理器の外部側に臨む結晶化ガラスの全面に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項７】
前記結晶化ガラスがＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ系透明結晶化ガラスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項８】
前記結晶化ガラスが質量％表示で、ＳｉＯ2 ６３〜７５％、Ａｌ2Ｏ3 １５〜２５％、Ｌｉ2Ｏ １〜５％、ＭｇＯ ０〜４％、ＺｎＯ ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜６％、ＺｒＯ2 ０〜３％、Ｐ2Ｏ5 ０〜２％、Ｎａ2Ｏ ０〜２％、Ｋ2Ｏ ０〜２％の組成を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調理器用トッププレート。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の調理器用トッププレートの製造方法であって、
スプレーコート法を用いて、結晶化ガラスの表面にアルコキシド化合物を吹き付けた後、前記アルコキシド化合物を４００〜６００℃で焼成することによって、酸化物被膜を結晶化ガラスの表面に形成す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。
【請求項１０】
前記アルコキシド化合物がＳｉアルコキシドまたはＴｉアルコキシドであることを特徴とする請求項９に記載の調理器用トッププレートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１０１１３４（Ｐ２００７−１０１１３４Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９４３８３（Ｐ２００５−２９４３８３）
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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