特開 2023-177839 鉄製の調理器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177839

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】鉄製の調理器具

(51)【国際特許分類】

   C23C 8/26 20060101AFI20231207BHJP

   C23C 8/02 20060101ALI20231207BHJP

   A47J 27/00 20060101ALI20231207BHJP

   A47J 37/12 20060101ALN20231207BHJP

【ＦＩ】

C23C8/26

C23C8/02

A47J27/00 101B

A47J37/12 301

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022090746

(22)【出願日】2022-06-03

(71)【出願人】

【識別番号】392017325

【氏名又は名称】株式会社極東窒化研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100099357

【弁理士】

【氏名又は名称】日高 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100105418

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 聖

(72)【発明者】

【氏名】武田 康秀

【テーマコード（参考）】

4B055

4B059

4K028

【Ｆターム（参考）】

4B055AA50

4B055BA15

4B055CA02

4B055CB30

4B055FA02

4B055FB04

4B059AA02

4B059BB01

4B059CA12

4K028AA02

(57)【要約】

【課題】窒化処理により耐久性に優れながら、食材の焦げ付きを効果的に防止できる鉄製の調理器具を提供する。
【解決手段】鉄製の調理器具１の調理面２には、表面加工処理による凹凸面部３が形成され、かつ凹凸面部３が形成された調理面２に窒化処理による窒化層４が形成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄製の調理器具の調理面には、表面加工処理による凹凸面部が形成され、かつ前記凹凸面部が形成された前記調理面に窒化処理による窒化層が形成されていることを特徴とする鉄製の調理器具。

【請求項2】

前記窒化層の表層には、レーザーマーキング処理により、前記調理面の表面より低位の凹条部と、該凹条部の幅方向両縁にて隆起した前記調理面の表面より高位の凸条部とを有する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄製の調理器具。

【請求項3】

前記溝部は、前記調理面に渡るハニカム形状のパターンを成すことを特徴とする請求項２に記載の鉄製の調理器具。

【請求項4】

前記溝部は、その溝幅が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の鉄製の調理器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、窒化処理により調理面の強度が高められた鉄製の調理器具に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばフライパンに代表される鉄製の調理器具には、調理中の焦げ付きを防止するために、調理面に窒化処理を施したものがある（例えば、特許文献１参照）。窒化処理では、アンモニアガスなどに晒すことで鉄製の調理面に窒素を浸透させ、化学変化により調理面が化合されて表層が硬化される。これにより、調理面の耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性が向上されるとともに、化学変化により調理面の表層には多孔質の窒素拡散層が形成され、食材側の油分が保持され、油馴染みがよく食材のこびりつきを効果的に防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－７０７５１号公報（第３頁、第３図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の調理器具は、窒化処理に加えてブラスト処理等の表面加工処理が行われ、凹凸面が形成されている。これは、窒化処理による窒素拡散層のみならず、微細な凹凸面でも食材側の油分を保持するための加工処理だが、特許文献１の調理器具は、窒化処理の後にブラスト処理等の表面加工処理が行われるため、先に形成された窒素拡散層がブラスト処理により潰れ、食材側の油分を保持しにくくなる虞があり、食材の焦げ付きを効果的に防止できない可能性があった。

【0005】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、窒化処理により耐久性に優れながら、食材の焦げ付きを効果的に防止できる鉄製の調理器具を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明の鉄製の調理器具は、
鉄製の調理器具の調理面には、表面加工処理による凹凸面部が形成され、かつ前記凹凸面部が形成された前記調理面に窒化処理による窒化層が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、微細な凹凸面部が形成された状態の鉄製の調理器具の調理面に対して、更に窒化処理により窒化層が形成されるため、凹凸面部の表面側に窒化層が形成され、凹凸面部自体と、その表面側に形成された多孔質の化合物層に食材側の油分を十分に保持することができる、つまり油馴染みがよく食材の焦げ付きを効果的に防止できる。また、表面加工処理で凹凸面部が形成されたことで、鉄製の調理器具本体の調理面の表面積が増え、アンモニアガスなどによる窒化処理の効率が高く、確実に広範囲に窒素拡散層が形成されている。

【0007】

前記窒化層の表層には、レーザーマーキング処理により、前記調理面の表面より低位の凹条部と、該凹条部の幅方向両縁にて隆起した前記調理面の表面より高位の凸条部とを有する溝部が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、溝部の凹条部に油が保持され焦げ付きを防止するとともに、調理面の表面より高位の凸条部により食材との接触面積が小さくなり、調理中の食材がはがれやすい。

【0008】

前記溝部は、前記調理面に渡るハニカム形状のパターンを成すことを特徴としている。
この特徴によれば、調理面全体における焦げ付きを防止できるとともに、調理面に形成された凹凸面部と窒化層はハニカム形状の各セルに囲われた部分において区画されて油の移動が抑制されるため、焦げ付きを防止する効果を維持できる。

【0009】

前記溝部は、その溝幅が５０μｍ以下であることを特徴としている。
この特徴によれば、溝部の溝幅が５０μｍ以下であるため油が過剰に保持されることがないばかりか、凹条部に食材が張り付きにくい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る実施例としての鉄製の調理器具を示す斜視図である。

【図2】凹凸面部が形成された調理面を示す断面図である。

【図3】窒化層が形成された調理面を示す断面画像である。

【図4】窒化層が形成された調理面を示す表面画像である。

【図5】レーザーマーキングにより形成される溝部のパターンを示す表面のイメージ図ある。

【図6】レーザーマーキングにより形成される溝部の表面画像である。

【図7】（ａ）は事前に表面加工処理を行わなかった状態で窒化処理を行った際の調理面の断面を撮影した画像であり、（ｂ）は基材の調理面に窒化処理を施した後に表面加工処理を施した場合の調理面を示す表面画像である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る鉄製の調理器具を実施するための形態を図１から図７を参照して以下に説明する。

【実施例0012】

調理器具は、その調理面に、加工処理工程、窒化処理工程、酸化処理工程、をそれぞれ施した表面処理が行われ、調理時の食材のこびりつきを防ぐようにしたものである。

【0013】

本実施例における調理器具１（鉄製の調理器具）はフライパン形状であり、表面処理対象となる調理面を構成する金属材は、本実施例では鉄（Ｆｅ）を主成分とした鋼板で構成されている。ここでは、いわゆるＳＰＣＣ材である鋼板を基材とし、この基材がスピニング加工等により形状変形されることで、フライパンの形状に形成されている（図１参照）。

【0014】

次に、本発明に係る調理器具の表面処理方法について説明する。
基材の調理面２には、まず表面加工処理が施される。本実施例において表面加工処理はブラスト処理であり、使用される投射材であるメディアは、スチールビーズであれば粒径としてΦ０．５ｍｍ以下が好ましく、ジルコンビーズであれば粒径としてΦ１．５ｍｍ以下が好ましく、本実施例では、スチールビーズΦ０．５mmを投射したのちジルコンビーズΦ０．６mmを投射した。

【0015】

この表面加工処理により、基材の調理面２にランダムに微細な凹凸面部が形成される。図２に示されるように、この表面加工処理による凹部３ｂと、残った部分であり凹部３ｂに対して相対的に凸となる凸部３ａとで凹凸面部３が形成される。凹凸面部３は、その厚み方向の凸部の最上端から凹部の最下端までの領域を指す。

【0016】

次いで、凹凸面部３が形成された基材に対して窒化処理を施す。本実施例における窒化処理は、窒化物形成元素を含む鋼材で形成された基材を、アンモニアを含んだ雰囲気中に暴露し、所定の温度域で加熱するガス窒化処理である。

【0017】

この窒化処理により、基材の調理面２の表層側に窒化層４が形成される（図３参照）。窒化層４は大きく分けて化合物層４ａと硬化層４ｂとを備える。詳しくは、調理面２の表層を成す凹凸面部３に窒素が浸透され、最表層にはおよそ２０μｍの化合物層４ａが形成され、この化合物層４ａの下方にはおよそ０．２ｍｍの硬化層４ｂが形成される。

【0018】

図３は、窒化処理後の調理面２の断面を撮影した画像であり、これに示されるように、化合物層４ａは多孔質構造であり、かつ凹凸面部３の表面付近では外部に開放されるポーラスを形成し、これらポーラスは化合物層４ａの深部まで連続している。

【0019】

また、窒化処理後の調理面２の物的特性として、耐磨耗性に優れ、かつ窒化物を形成することで表面付近に圧縮残留応力が発生するため優れた疲労強度を有する。また、化合物層が形成されることで赤錆の発生を抑制することができる。

【0020】

図４の窒化処理後の調理面２の表面を撮影した画像からも分かるように、表面全体にポーラスが万遍なく点在した状態（ポーラス面５）となる。

【0021】

次いで、窒化処理後の調理面２には、レーザーマーキング処理を行う。レーザーマーキング処理は、基材の調理面２にレーザーを照射することで、表層の照射された部分を溶融させて規則性のある模様を形成するものであり、本実施例では、図５に示されるように、線状の溝部６がハニカム形状のパターンを成すように複数平行に並べて形成されている。

【0022】

図６は、レーザーマーキング処理のみを行った場合の基材の表面を撮影した画像であり、これに示されるように、溝部６は、溶融により掘り込まれた調理面２の表面より低位の凹条部６ａと、凹条部６ａの幅方向両縁にて隆起した調理面の表面より高位の凸条部６ｂとを有している。凹条部６ａは、調理面２の表面（凹凸面部３の表面であり、窒化層４の化合物層４ａの表面）から１μｍ以下の深さで形成され、凸条部６ｂの内側同士の間、すなわち溝幅は５０μｍ以下である。

【0023】

上記したように、本発明の調理器具１は、基材の調理面２に微細な凹凸を形成する表面加工処理を施した後に窒化処理を施すものである。これによれば、表面加工処理により形成された凹凸面部３は加工前の調理面２と比較して、窒化処理の際にアンモニアを含んだ雰囲気に晒される表面積が増えるため、効果的に窒化層４を形成することができる。

【0024】

図７（ａ）は、事前に表面加工処理を行わなかった状態で窒化処理を行った際の調理面２０の断面を撮影した画像であり、これと比較して、図３に示される表面加工処理を施した後に窒化処理を施す本実施例では、化合物層４ａと硬化層４ｂの厚みが増え、かつ化合物層４ａにおけるポーラス面５（図４参照）及び内部の細孔の発生量が増えるという結果が得られた。

【0025】

次いで、それぞれの処理による焦げ付きに対する効果を説明する。まず、表面加工処理で微細な凹凸を有する凹凸面部３が形成されることで、調理する食材側の油を面状に保持しやすく、かつ食材側との接触面積が小さくなるため、食材の焦げつきを防止する効果を奏する。

【0026】

窒化処理では、形成された化合物層４ａの最表層に形成されたポーラス面５と、このポーラス面５を通じて広く化合物層４ａの深部まで食材側の油が浸透し、油を保持することができる。つまり、調理面の油なじみがよく、食材の焦げつきを防止する効果を奏する。

【0027】

レーザーマーキング処理では、形成された溝部６の凹条部６ａと、その幅方向両縁部の凸条部６ｂとが、表面加工処理による凹凸面部３よりも高低差の大きい凹凸を成すため、食材との接触面積を小さくすることができる。また、線状の溝部６は並んでハニカム形状のパターンを構成しているため、調理面において均一な熱を食材に伝えることができる。

【0028】

また、溝部６は凹条部６ａの幅方向両縁にて隆起し、調理面２の表面（ここでは凹凸面部３の最表層）より高位の凸条部６ｂを有しているため、食材がはがれやすい。

【0029】

図７（ｂ）は、基材の調理面に表面加工処理を施した後に窒化処理を施す本実施例における加工処理との比較のために用意したもので、基材の調理面に窒化処理を施した後にブラスト処理である表面加工処理を施した調理面の表面を撮影した画像である。

【0030】

本実施例における加工処理を行った図４と図７（ｂ）とを比較してわかるように、図７（ｂ）のように、基材の調理面に窒化処理を施した後に表面加工処理を施した場合には、表面加工処理によるメディアの衝突により、窒化処理によって形成された化合物層のポーラス５０の開口部が潰れ、開口面積が小さくなってしまう。そのため、調理する食材側の油を十分に保持できなくなり、窒化処理による焦げ付きにくさの効果を阻害してしまう虞がある。

【0031】

また、線状の溝部６の凹条部６ａには、食材側の油が保持されるとともに、毛細管現象で長手方向に油が拡散される。なお、溝部６の凹条部６ａの内側の幅寸法は５０μm以下であるため、油が過剰に保持されることはなく、また凹条部６ａまで食材が入り込みにくく、食材が調理面から剥がれやすい効果を維持できる。

【0032】

また、調理面２に形成された凹凸面部３と窒化層４は溝部６を構成するハニカム形状の各セル６０（図５参照）により区画されて、セル間での油の移動が抑制されるため、各セルに囲われた部分における焦げ付きを防止する効果をそれぞれ維持することができる。

【0033】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0034】

例えば、表面加工処理はブラスト処理のようなショットピーニングに限らず、エッチングや研磨によって微細な凹凸面部を形成する構成であってもよい。

【0035】

また、窒化処理は、アンモニアを用いたガス窒化に限らず、例えばガス軟窒化、塩浴窒化、イオン窒化などであってもよい。

【0036】

また、レーザーマーキング処理により溝部で構成されるパターンはハニカム構造に限らず、例えばダイヤパターンなどであってもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 調理器具（鉄製の調理器具）
２ 調理面
３ 凹凸面部
３ａ 凸部
３ｂ 凹部
４ 窒化層
４ａ 化合物層
４ｂ 硬化層
５ ポーラス面
６ 溝部
６ａ 凹条部
６ｂ 凸条部
２０ 調理面
５０ ポーラス
６０ セル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】