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TWI497019B - 烹調器具及其製造方法 - Google Patents

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TWI497019B
TWI497019B TW097103218A TW97103218A TWI497019B TW I497019 B TWI497019 B TW I497019B TW 097103218 A TW097103218 A TW 097103218A TW 97103218 A TW97103218 A TW 97103218A TW I497019 B TWI497019 B TW I497019B
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TW
Taiwan
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zirconium
film
component
phosphorus
sio
Prior art date
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TW097103218A
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English (en)
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TW200914773A (en
Inventor
Keijiro Shigeru
Daisaku Maeda
Yasunori Metsugi
Akira Yazawa
Taishi Maruyama
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Priority claimed from JP2007252352A external-priority patent/JP5470695B2/ja
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Description

烹調器具及其製造方法
本發明係有關一種烹調器具及其製造方法,特別是有關一種僅以水擦拭的程度即可輕易地去除烹調中食品的燒焦污垢及油污的烹調器具,以及能以簡單的裝置簡便地製造該烹調器具的製造方法。
本發明亦有關一種防污性製品及其製造方法,特別是有關一種具備防污性之烹調器具及其製造方法,其係該烹調器具可防止食品等的有機物在食品加熱烹調之際受熱所產生的燒焦物強力沾黏在製品的基體上,以及,即使在300℃以上之高溫下所強力沾黏的燒焦污垢,亦可輕易地以水清洗去除。
本申請案係依據2007年1月30日於日本申請之特願2007-019588號、2007年4月5日於日本申請之特願2007-099474號、2007年9月27日於日本申請之特願2007-252352號而主張優先權,其內容援用於此。
以往,在烤肉板或烤箱盤等需加熱之烹調器具方面,為了簡單去除帶有食品之燒焦物的污垢,例如提案一種以氧化鋯為主成分之薄膜在基體表面成膜之烹調器具(參照例如專利文獻4)。
自以往即提案一種將含有二氧化矽、氧化鋯以及磷酸之薄膜在製品之基體表面上成膜,並在該薄膜中含有分散狀態的鋰離子之防污性製品(例如專利文獻1至3)。該防 污性製品不但不容易髒,而且即使一旦弄髒亦容易使污垢去除。
因此,在具備如此特性之防污性製品的製造方法方面,則提案下述之製造方法,係在加熱下,使鋰化合物與成膜於製品基體上之含二氧化矽、氧化鋯的薄膜接觸,進而使鋰離子由上述薄膜表面擴散至內部,藉此而使薄膜中含有分散狀態的鋰離子之方法。
[專利文獻1]日本特開2002-019007號公報 [專利文獻2]日本特開2005-170057號公報 [專利文獻3]日本特開2006-015754號公報 [專利文獻4]日本特開2005-321108號公報
然而,在上述之以往的烹調器具方面,雖可較輕易地去除食品的燒焦污垢,而對於油污,則有僅以水擦拭程度的作業並不容易去除的問題存在。
因此,極期望一種不僅對於食品的燒焦污垢,連油污亦能簡單地去除之烹調器具。
在上述之以往的防污性製品中,製品一經燒焦污垢強力地沾黏時,則不得不使用為了去除燒焦污垢而刮除的物理性方法,然而在使用該物理性方法時,卻有傷及製品表面之虞,並且有無法有效地防止燒焦污垢強力地沾黏在製品基體上之問題。
更且,在上述之以往的烹調器具中,雖可較容易去除 在250℃以下之低溫的燒焦食品的燒焦污垢,然而對於在300℃以上之高溫的燒焦之食品的燒焦污垢,並無法輕易去除,而為了去除該燒焦污垢,則與上述之防污性製品相同,不得不使用刮除等的物理性方法,然而在使用該物理性方法時,卻有惟恐傷及烹調器具表面之問題。
本發明係為了解決上述問題而開發者,其目的係提供一種僅以水擦拭的程度即可輕易地去除烹調中沾黏的食品的燒焦污垢及油污的烹調器具及其製造方法。
另外,本發明之目的係為了提供一種防污性製品及其製造方法,該防污性製品可防止源自食品等之有機物在燒焦時附著污垢的強力沾黏,以及即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢的強力沾黏亦可輕易地以水洗去除。其中特別提供一種烹調器具及其製造方法。
本發明人等為了解決上述問題而專心致志進行研討之結果發現,如將含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O)之特定組成的薄膜在基體表面,至少在可能碰觸到食品之某部位或可能產生油污之某部位成膜時,僅以水擦拭的程度即可輕易地去除烹調中沾黏著食品的燒焦污垢或油污。本發明人等又發現,如在基體表面形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜,與含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜之任一者時,即可防止源自於食品等之有機物的燒焦污垢強力沾黏於基體表面;並且,即使該燒焦污垢強力地沾黏於基體亦容易以水清洗去除,遂而 完成本發明。
亦即,本發明為一種烹調器具,係具備基體與形成於該基體表面之薄膜,並經上述薄膜成膜而得者,其中上述薄膜係含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O),如分別將上述矽(Si)、上述鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在50重量%以下。
本發明之烹調器具中,上述薄膜復含有磷(P),且前述之磷(P)至少以分布於上述薄膜之表層部者為佳。
本發明之烹調器具,其特徵係:具備基體與形成於該基體表面之薄膜,而上述薄膜含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P),且上述磷(P)至少分佈於上述薄膜之表層部。
本發明之烹調器具中,上述重量百分率以1重量%以上且在40重量%以下為佳。
本發明之烹調器具中,上述重量百分率以1重量%以上且在20重量%以下為更佳。
本發明之烹調器具中,上述重量百分率亦可超過20重量%且在40重量%以下。
本發明之烹調器具中,上述薄膜之厚度係以0.01 μm以上且在10 μm以下為佳。
本發明為一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在基體表面的至少一部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理 者,其中,該塗佈液包含矽成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分,並且,如分別將上述鋯成分、上述矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在50重量%以下。
本發明之烹調器具的製造方法中,上述塗佈膜以在200℃以上之溫度中進行熱處理為佳。
本發明之烹調器具的製造方法中,上述塗佈液以復含有磷(P)成分為佳。
本發明為一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在上述基體表面的至少一部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理作成薄膜,並在該薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液,再於100℃以上之溫度中進行熱處理,藉此,使磷(P)成分至少含在上述薄膜之表層部,其中,該塗佈液包含矽成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上鋯成分,並且,如分別將上述鋯成分、上述矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下。
本發明為一種烹調器具之製造方法,係將下述之塗佈液塗佈在基體表面的至少部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理者,其中,該塗佈液包含磷(P)成分、溶劑、以及1種或2種以上選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之鋯成分。
本發明為一種烹調器具之製造方法,係將下述之塗佈液塗佈在基體表面的至少部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理作成薄膜,並在該薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液,再於100℃以上之溫度中進行熱處理,藉此,使磷(P)成分至少含在上述薄膜之表層部,其中,該塗佈液包含溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上鋯成分。
本發明之烹調器具之製造方法中,上述烷氧基鋯之螯合化物係以烷氧基鋯與選自乙醇胺、β-二酮、β-酮酸酯以及羧酸所成組群中之一種或二種以上之化合物的反應生成物為佳。
本發明之烹調器具之製造方法中,上述烷氧基鋯之水解物的螯合化物係以烷氧基鋯之水解物與1種或2種以上選自由乙醇胺、β-二酮、β-酮酸酯以及羧酸所成組群中之化合物的反應生成物為佳。
依本發明之烹調器具,係將含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O)之特定組成的薄膜於基體之部分表面成膜,因此,在烹調中附著之食品或燒焦,或者即使有油污的附著時,僅以水擦拭的程度即可輕易地去除該等沾黏之食品的燒焦污垢及油污。特別是上述之重量百分率在1重量%至20重量%時,對食品的燒焦污垢去除性顯著優異。當然,油污的易去除性、薄膜的耐水性亦佳。另外,上述之重量百分率如超出20重量%至40重量%時,油污的去除性顯著優異。當然,食品的燒焦污垢之易去除性、薄膜的耐水性亦佳。
如依本發明之防污性製品,亦即烹調器具,係在基體表面形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜,與含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜之任一者時,因形成在基體表面的薄膜對於源自於食品等之有機物的燒焦污垢具有優異之防污性,因而可防止源自於食品等之有機物的燒焦污垢的強力沾黏;以及,即使在300℃以上之高溫下有燒焦污垢的強力沾黏時,亦可將該燒焦污垢輕易地以水清洗去除。並且,該薄膜對於油污、水垢、動物的排泄物(例如:糞)等之其他種類的污物亦具備有優異之防污性。
如依本發明之烹調器具的製造方法,即將含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O)之特定組成的薄膜在基體表面之至少部分上成膜的烹調器具,可以簡單的裝置簡便地製造。
依本發明之防污性製品(亦即烹調器具)的製造方法, 即可簡便且低價製作具有防污性能之防污性製品,該防污性製品可防止源自於食品等之有機物的燒焦污垢的強力沾黏;以及,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢的強力沾黏時,亦可將該燒焦污垢輕易地以水清洗去除,並對於油污、水垢、動物的排泄物(例如:糞)等之其他種類的污物亦具有優異之防污性。
說明有關為了實施本發明之烹調器具及其製造方法的最佳型態。
而且,該型態係為了使本發明之主旨更易於明瞭而具體說明者,如無特別指明,本發明不受此實施型態限定。
[第1實施型態]
本實施型態之烹調器具係將含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O),且分別將上述矽(Si)成分、上述鋯(Zr)成分換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在1重量%以上且在40重量%以下之薄膜,在構成烹調器具之主體之基體表面的至少部分成膜。上述之重量百分率亦可為50重量%以下。
該烹調器具係指在屋內廚房或料理場等之廚房中使用的例如:除了煎鍋、煮鍋、烹調用加熱板、魚用烤架之盛水盤、烤肉網等之外,瓦斯爐(或電爐)之爐面、瓦斯爐(或電爐)零件、烤爐(stove)零件、烘烤爐(oven)內零件等,以及食品烹調用之各種器具以及各種廚房設備之零配件的 總稱者,在該等器具中,亦包含烤架(grill)、烘烤爐(oven)、烤麵包機等存放食品並予以加熱烹調之加熱烹調器的加熱烹調室內之上下面板與內壁面。
該烹調器具之材質不管是鋼鐵、不鏽鋼、鋁、銅等之金屬材料;玻璃、氧化鋯等之陶瓷材料;琺瑯等之金屬-陶瓷複合材料等,各種種類均可。
將該薄膜成膜之領域方面,必須成為至少在可能碰觸到食品之某些領域或可能產生油污之某些領域,當然亦可作成上述薄膜毫無遺漏地成膜於全部表面之結構。
在此,將薄膜之組成設為分別將上述矽(Si)、上述鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在50重量%以下之理由係,如氧化矽(SiO2 )之重量百分率超出50重量%時,以水擦拭的程度雖可去除油污,然而以水擦拭的程度卻無法去除沾黏著燒焦食品的污垢。
在此,如將上述重量百分率限定在1重量%以上且在20重量%以下之範圍時,即成為食品之燒焦污垢的易去除性特佳者。當然,油污之易去除性、薄膜之耐水性亦良好。
而且,如將上述重量百分率限定在超出20重量%且在40重量%以下之範圍時,即成為油污之去除性特佳者。當然,沾黏著燒焦食品的污垢之易去除性、薄膜之耐水性亦良好。
如由撥水性與親水性之點考量該薄膜之組成時,氧化 鋯(ZrO2 )於表面因不具有親水基(-OH)而呈撥水性,但氧化矽(SiO2 )於表面因具有親水基(-OH)而呈親水性。因此,如在呈撥水性之氧化鋯(ZrO2 )中導入氧化矽(SiO2 )使重量百分率成為1重量%至40重量%時,則由含有該氧化矽(SiO2 )之氧化鋯(ZrO2 )所構成之膜即成為兼具適度的撥水性與親水性者。上述重量百分率亦可為50重量%以下。
該薄膜之厚度以0.01 μm以上且在10 μm以下為佳。
如該薄膜之厚度小於0.01 μm時,則因無法充分賦予防污性能(食品之燒焦污垢及油污的易去除性)故而不佳,反之,如厚度超出10 μm時,則薄膜之耐衝擊性降低而易形成裂痕,並且因透明性降低使得烹調器具本身的色調等的設計上之式樣性低落而不佳。
該烹調器具例如可依如下之第1製造方法進行製造。
亦即,將下述之第1塗佈液塗佈在基體表面的至少一部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於大氣下200℃以上之溫度中進行熱處理,其中,該第1塗佈液包含矽成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分,並且,如分別將上述鋯成分、上述矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在1重量%以上且在40重量%以下。上述重量百分率可為50重量%以下。並且,上述塗佈膜之熱處理並不限定在 大氣中,亦可在其他氣體環境中進行。更且,上述塗佈膜之熱處理亦可在100℃以上之溫度中進行。
在該塗佈液方面,作為上述之烷氧基鋯者,並無特別限制,例如:四正丁氧基鋯、四丙氧基鋯等亦可。該等四正丁氧基鋯或四丙氧基鋯因具有適度之水解速度且操作容易,因此可成膜為均勻膜質之薄膜。
作為烷氧基鋯之水解物者,並無特別限制,可列舉如:四正丁氧基鋯之水解物、四丙氧基鋯之水解物。該水解物之水解率並無特別限制,可使用超出0莫耳%至100莫耳%之範圍內之物。
該等烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物因吸濕性烹且不安定,故無充分之儲藏安定性,因此在操作時需要特別留意。
於是,在操作容易之點方面,將該等烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物以經螯合化之烷氧基鋯的螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物為佳。
上述烷氧基鋯的螯合化物之例可列舉如:烷氧基鋯與下述抗水解劑(化合物)的反應生成物,其中,該抗水解劑係選自由單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等之乙醇胺;乙醯丙酮等之β-二酮;乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、苯氧乙酸乙酯等之β-酮酸酯;乙酸、乳酸、檸檬酸、苯甲酸、蘋果酸等之羧酸所成組群中之1種或2種以上者。此處之抗水解劑係指在形成烷氧基鋯與螯合化物時,具有抑制該螯合化物的水解反應之作用的化合物。
上述烷氧基鋯之水解物的螯合化物之例示如:烷氧基 鋯與下述抗水解劑(化合物)的反應生成物,其中,該抗水解劑係選自由單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等之乙醇胺;乙醯丙酮等之β-二酮;乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、苯氧乙酸乙酯等之β-酮酸酯;乙酸、乳酸、檸檬酸、苯甲酸、蘋果酸等之羧酸所成組群中之1種或2種以上者。抗水解劑之定義係如上述者。
相對於烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物,該抗水解劑之比例係該烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物中所含鋯(Zr)的0.5莫耳倍至4莫耳倍,以1莫耳倍至3莫耳倍為佳。
如比例小於0.5莫耳倍時,則會成為安定性不足之塗佈液,反之,如比例超出4莫耳倍時,即使經熱處理後,抗水解劑亦殘留於薄膜中,而此之結果使薄膜的硬度下降。
該等烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物方面,可為將烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物溶解到溶劑中,再添加抗水解劑,亦可於所得之溶劑中產生螯合化反應者。
上述之矽成分方面,只要是經熱處理而可成為氧化矽之矽化合物者就可以,而無特別限制,例如可列舉:矽溶膠、矽烷氧化物、矽烷氧化物之水解物。該水解物之水解率方面並無特別限制,可使用超出0莫耳%至100莫耳%之範圍內之物。
上述溶劑方面,只要為可使上述之鋯成分及矽成分溶解或分散之溶劑即可,而無特別限制,例如:以水、甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇等之低級醇為佳。特別是在使用水 作為溶劑時,如含有烷氧化物之水解量以上的水量時,因塗佈液之安定性降低而不佳。
在此種情形,如使用作為鋯成分之烷氧基鋯及/或烷氧基鋯之水解物時,或使用作為矽成分之烷氧基矽及/或烷氧基矽之水解物時,亦可添加抑制該鋯成分或矽成分之水解反應的觸媒。
該觸媒方面,可例示如:鹽酸、硝酸等之無機酸;檸檬酸、醋酸等之有機酸等。並且,通常在相對於塗佈液中之鋯成分與矽成分之總量,該觸媒之添加量以0.01至10重量%左右為佳。另外,觸媒添加過多,在熱處理之際因對熱處理爐有腐蝕之虞故而不佳。
此點,如使用作為鋯成分之烷氧基鋯的螯合化物或烷氧基鋯之水解物的螯合化物,以及使用作為矽成分之矽溶膠時,並無須添加酸作為抑制水解反應之觸媒,因此,在熱處理之際因對熱處理爐無腐蝕之虞故為佳者。
在該塗佈液方面,鋯成分與矽成分之總含有率係,如分別將鋯成分、矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,氧化鋯與氧化矽之總含有率以在1重量%以上且在10重量%以下者為佳。
如總含有率低於1重量%時,則難以形成預定厚度之薄膜,反之,如總含有率超出10重量%時,則超出預定厚度而使薄膜成為白化或成為剝離之因素故而不佳。
接著,將上述之塗佈液在構成烹調器具之主體的基體表面之至少一部分上,亦即,至少在可能碰觸到食品之區 域或可能產生油污之區域上進行塗佈。塗佈方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗法等。適於塗佈者係以調製塗佈膜之厚度使熱處理後之膜厚成為0.01 μm至10 μm之範圍者為佳。
將如此所得之塗佈膜在大氣下200℃以上(以400℃以上為佳,500℃以上更佳)之溫度中進行熱處理。
如熱處理之溫度過高,因恐怕有基體變形,因此熱處理溫度需要依照構成烹調器具之基體材質進行調整。熱處理時之氣體環境並無特別限制,一般係在大氣環境下進行。
如此所得之薄膜具有下述(1)至(4)中任一者之組成。
(1)由下式(1)所表示之無機物質: 矽(Si)原子與鋯(Zr)原子經由氧(0)原子結合成為下式(1)所示分子骨架中之化學鍵結的矽-鋯氧化物結構,且該矽-鋯氧化物形成三元網格結構。
(2)由下式(2)所表示之無機物質: 鋯(Zr)原子間介由氧(O)原子結合為下式(2)所示分子骨架中之化學鍵結的鋯氧化物結構,且該鋯氧化物形成三元網格結構,並在該三元網格結構中封鎖著矽氧化物之微粒。
(3)矽氧化物微粒與鋯氧化物微粒互相分散之無機物質。
(4)上述之(1)至(3)中任1種或2種以上之無機物質呈摻混狀態者。
如上述之說明,如依本實施型態之烹調器具,即可在基體表面的至少一部分形成薄膜,其中該薄膜因含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O),且如分別將矽(Si)、鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率在1重量%以上且在40重量%以下。因此,僅以水擦拭的程度不但去除沾黏著燒焦食品的污垢,亦可輕易地去除油污。上述重量百分率亦可為50重量%以下。
上述薄膜係以高折射率材料之氧化鋯(ZrO2 )為主成分,因此可得折射率大且有深度的反射,亦成為美觀並可提高設計性者。
如依本實施型態之烹調器具的製造方法,即可將本實施型態之烹調器具以簡單的裝置簡便的進行製造。該製造方法係將下述之塗佈液塗佈在基體表面的至少一部分而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於大氣中200℃以上之溫度中進行熱處理者,其中,該塗佈液包含矽成分、溶劑、以及1種或2種以上選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平 均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之鋯成分;並且,如分別將鋯成分、矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯與氧化矽之總量,氧化矽之重量百分率在1重量%以上且在40重量%以下。上述重量百分率亦可為50重量%以下。並且,上述塗佈膜之熱處理並不限定在大氣中,亦可在其他氣體環境中進行。更且,上述塗佈膜之熱處理亦可在100℃以上之溫度中進行。
[第2實施型態]
第1圖係呈示本發明第2實施型態之防污性製品的剖面圖。該防污性製品1係在構成防污性製品之主體的基體2與該基體2之表面可能強力沾黏著燒焦物之污垢的區域上,形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)與磷(P)之薄膜3,且磷(P)至少分布於該薄膜3之表層部3a。
作為防污性製品1者並無特別限制,只要為對源自於食品等之有機物的燒焦污垢要求具防污性能之製品即可,例如:除了廚房、廚房內所使用的煎鍋、煮鍋、烹調用板、烤魚用烤架(grill)之盛水盤、烤肉網等之各種烹調器具以外,瓦斯爐(或電爐)之爐面、瓦斯爐(或電爐)零件、烤爐(stove)零件、烘烤爐(oven)內零件等,以及食品烹調用之各種烹調機器等之總稱者。
基體2係構成防污性製品1之主體者,其形狀可依目的性之器具、機器、構材等之形狀或規格而選用各式各樣之形狀。其材質可為鋼、不鏽鋼等之各種金屬;低熱膨脹性結晶化玻璃等含各種耐熱玻璃之陶瓷、琺瑯等的金屬- 陶瓷複合物等,只要可在100℃以上之溫度加熱處理者即可,而不管其種類。
薄膜3含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P),如分別將矽(Si)、鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下,以在1質量%以上且在20質量%以下為佳,並且,磷(P)至少分布在該薄膜3之表層部3a。
含有該磷(P)之表層部3a,對燒焦污垢等具有優異之防污性能。而且,由於該表層部3a含有氧化矽(SiO2 ),因此,耐水性以及對基體2之宻著性優異。
其中,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下之理由,係如氧化矽(SiO2 )之質量百分率超出50質量%時,即無法防止燒焦污垢強力地沾黏,並且,一旦燒焦所強力沾黏的污垢就無法以水擦拭的程度可以去除。
尤其是當氧化矽(SiO2 )之質量百分率在1質量%以上且在20質量%以下時,可進一步有效地防止燒焦污垢強力地沾黏,而且,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢強力沾黏時,因可以有效且輕易地將該燒焦污垢以水清洗去除因而為佳。
薄膜3之厚度以0.001 μm以上且在10 μm以下為佳。
該薄膜3之厚度低於0.001 μm時,則防污性之賦予,亦即,對燒焦之沾黏污垢的防污性能以及對燒焦所強力沾 黏的污垢之易去除性不足,反之,厚度高於10 μm時,則薄膜3本身之耐衝擊性降低而易形成裂痕,因而不佳。
尤其,為了防止干擾色的產生,薄膜3之厚度宜為0.1 μm以下。
該表層部3a之厚度係依下述第2製造方法的「第2步驟」中之熱處理條件而決定,在一般的熱處理條件下,其厚度自薄膜3之表面起至少有0.0001 μm以上,而以0.005 μm以上為佳。該表層部3a中之磷(P)的濃度雖無特別限制,但為在0.001質量%以上且在10質量%以下,以在0.1質量%以上且在10質量%以下為佳,由該薄膜3之表面朝深度方向,以緩緩朝向低濃度之方式具有濃度梯度(concentration gradient)。
該表層部3a中之磷(P)的濃度低於0.001質量%時,則僅以水擦拭的程度而無法輕易地去除300℃以上之高溫下燒焦時所強力沾黏的污垢,反之,表層部3a中之磷(P)濃度高於10質量%時,則薄膜3之耐水性、耐磨損性降低而不佳。
具有如此表層部3a之薄膜3所形成的防污性製品1可有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使在300℃以上之高溫下燒焦時所強力沾黏的污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
而且,具有該表層部3a之薄膜3在耐久性方面亦佳。
該薄膜3之表層部3a發揮防污效果的理由可認為是,與表層部3a的構成成分之矽(Si)、鋯(Zr)、磷(P)之各原 子與氧(O)原子之結合狀態有密切的關聯。
在此,對於代表性之2種結合狀態加以說明。
(一)如以下之構造式(3)所示,係1個矽(Si)原子與4個氧(O)原子化學鍵結,亦即,各個氧(O)原子具有單鍵之情形。
此時,氧(O)原子之結合鍵的另一端與氫原子鍵結成為羥基(-OH),而呈現親水性。如薄膜3之表層部3a呈現親水性時,代表蛋白質等的親水性有機物質因受熱而燒焦時,燒焦污垢為更強力地沾黏。
(二)如以下之構造式(4)所示,係1個鋯(Zr)原子與3個氧(O)原子化學鍵結,亦即,與該等氧(O)原子中之1個氧(O)原子係雙鍵結合,其他之氧(O)原子是各有單鍵之情形
此時,該等氧(O)原子之結合鍵的另一端與氫原子鍵結成為羥基(-OH),而呈現親水性。如薄膜3之表層部3a呈現親水性,代表蛋白質等之親水性的有機物質因受熱而燒焦時,燒焦污垢為更強力地沾黏。
在含有如此之矽(Si)原子與氧(O)原子的化學鍵結,以及鋯(Zr)原子與氧(O)原子的化學鍵結之薄膜3中,如另含 有磷(P)時,則如以下之構造式(5)所示,係磷(P)與氧(O)原子之結合鍵經脫水縮合反應而交聯,再形成雙鍵結合。由於該雙鍵結合並不是羥基(OH-),因而呈現某種程度的撥水性。
其結果,薄膜3之表層部3a成為對燒焦的污垢具有適度的親水性與撥水性,因此降低與燒焦污垢的基體2之宻著性,而有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使為300℃以上之高溫下燒焦的燒焦污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
該防污性製品1,例如可依如下之第2製造方法製作。
亦即,該第2製造方法包含下述之第1步驟與第2步驟:第1步驟:將下述之第2塗佈液塗佈在基體2之表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理而成為薄膜,其中,該第2塗佈液包含矽(Si)成分、溶劑以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯(Zr)成分,並且,如分別將鋯成分、矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽 (SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下,以在1質量%以上且在20質量%以下為佳。以及,第2步驟:在上述薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液,並在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中經由熱處理,使薄膜中含有磷(P)成分。
作為該第2塗佈液中之上述烷氧基鋯,並無特別限制,可列舉如:四正丁氧基鋯、四丙氧基鋯。該等四正丁氧基鋯或四丙氧基鋯具有適度之水解速度且操作容易,因此可成膜為均勻膜質之薄膜。
作為上述烷氧基鋯之水解物,並無特別限制者,可列舉如:四正丁氧基鋯之水解物、四丙氧基鋯之水解物。該水解物之水解率並無特別限制,可使用超出0莫耳%至100莫耳%範圍內之物。
該等烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物因吸濕性高且極不安定,更由於該第2塗佈液之儲藏安定性亦低,因而以使用該等烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物經螯合化之烷氧基鋯的螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物為佳。
上述烷氧基鋯的螯合化物可列舉如:烷氧基鋯與下述抗水解劑之反應生成物,其中,該抗水解劑係選自由單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等之乙醇胺;乙醯丙酮等之β-二酮;乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、苯氧乙酸乙酯等之β-酮酸酯;乙酸、乳酸、檸檬酸、苯甲酸、蘋果酸等之羧酸,所成組群中之1種或2種以上者。此處之抗水解劑係指在形成烷氧基鋯與螯合化物時,具有抑制 該螯合化物的水解反應之作用的化合物。
烷氧基鋯之水解物的螯合化物可列舉如:烷氧基鋯與下述抗水解劑之反應生成物,其中,該抗水解劑係選自單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等之乙醇胺;乙醯丙酮等之β-二酮;乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、苯氧乙酸乙酯等之β-酮酸酯;醋酸、乳酸、檸檬酸、苯甲酸、蘋果酸等之羧酸,所成組群中之一種或二種以上者。抗水解劑之定義係如上述者。
相對於烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物,該抗水解劑之比例係該烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物中所含鋯(Zr)的0.5莫耳倍至4莫耳倍,以1莫耳倍至3莫耳倍為佳。
上述之理由為如比例小於0.5莫耳倍時,則會成為安定性不足之塗佈液,反之,如比例超出4莫耳倍時,即使經熱處理後,抗水解劑亦殘留於薄膜中,而其結果使薄膜的硬度下降之故。
作為該等烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物者,亦可將烷氧基鋯或烷氧基鋯之水解物溶於溶劑中,再添加抗水解劑,並於所得之溶劑中產生螯合化反應者。
作為上述之矽成分者,只要是經熱處理而可成為氧化矽之矽化合物者就可以而無特別限制,可列舉如:矽溶膠、矽烷氧化物、矽烷氧化物之水解物。作為該水解物之水解率者並無特別限制,可使用超出0莫耳%至100莫耳%範圍內之物。
作為上述溶劑者,只要可使上述之鋯成分及矽成分溶解或分散之溶劑就可以,而無特別限制使用,例如除了水、甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇等之低級醇以外,亦可列舉如:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚等之醚類(溶纖劑類);丙酮、二甲基酮、二乙基酮等之酮類;乙二醇等之二醇類;高級醇類;酯類等。特別是在使用水作為溶劑時,如含有烷氧化物之水解量以上的水量時,因塗佈液之安定性降低而不佳。
在此情形,如使用作為鋯成分之烷氧基鋯及/或烷氧基鋯之水解物時,或使用作為矽成分之烷氧基矽及/或烷氧基矽之水解物時,亦可添加抑制該鋯成分或矽成分之水解反應的觸媒。
作為該觸媒者,可例示如:鹽酸、硝酸等之無機酸;檸檬酸、醋酸等之有機酸等。並且,通常在相對於塗佈液中之鋯成分與矽成分之總量,該觸媒之添加量以0.01至10質量%左右為佳。另外,觸媒添加過多,在熱處理之際因對熱處理爐有腐蝕之虞而不佳。
此點,如使用作為鋯成分之烷氧基鋯的螯合化物或烷氧基鋯之水解物的螯合化物,以及使用作為矽成分之矽溶膠時,並無須添加酸作為抑制水解反應之觸媒,因此,在形成薄膜之際進行熱處理之熱處理爐無腐蝕之虞故而甚佳。
在該塗佈液中,鋯成分與矽成分之總含有率係,如分別將鋯成分、矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 ) 時,氧化鋯與氧化矽之總含有率以在0.1質量%以上且在10質量%以下者為佳。
如總含有率低於0.1質量%時,則難以形成預定厚度之薄膜,反之,如總含有率超出10質量%時,則超出預定厚度而成為使薄膜白化或剝離之因素故而不佳。
接著,將該第2塗佈液塗佈在基體2之表面。塗佈方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗布法等。適於塗佈者係以調製塗佈膜之膜厚度使熱處理後之厚度成為0.001 μm至10 μm範圍者為佳。
將如此所得之塗佈膜在100℃以上(以200℃以上為佳)之熱處理溫度中,一般以0.1小時以上且在24小時以下之熱處理時間進行熱處理,作成薄膜3。
熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足時,因所得薄膜3之膜強度降低而不佳。反之,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,因恐怕基體2變形,因此熱處理溫度以及熱處理時間需依基體2的材質進行調整。熱處理時之氣體環境並無特別限制,一般係在大氣環境下進行。
其次,使磷(P)成分溶解或分散於水或有機溶劑中,製作含有磷(P)成分之溶液或分散液。
該磷(P)成分係如:磷酸、多磷酸、偏磷酸等之磷酸類;磷酸鈉、磷酸氫鈉等之磷酸鹽;多磷酸鈉、偏磷酸鈉、多磷酸氫鈉、偏磷酸氫鈉等之縮合磷酸鹽;磷酸酯等之磷酸化合物等,只要為分子骨架中具有磷(P)之磷化合物就可以而無特別限制。
作為該溶液或分散液之溶劑者,只要可溶解或分散磷(P)成分之溶劑就可以而無特別限制,例如水或有機溶劑,而此有機溶劑並無特別限制。
使該磷(P)成分溶解或分散於水或有機溶劑。有機溶劑並無特別限制。
在含有該磷(P)成分之溶液或分散液中,磷(P)的濃度並無特別限制,以在0.01質量%以上且在10質量%以下為佳。
該磷(P)成分之濃度低於0.01質量%時,並無法充分達到本發明之特徵效果的防污性能,反之,磷(P)成分之濃度高於10質量%時,則表層部3a之表面會粗糙化,而會有表面粗糙之虞。
在含有該磷(P)成分之溶液或分散液中,為了改善塗佈性亦可含有界面活性劑。
將含有該磷(P)成分之溶液或分散液塗佈在薄膜3之上。
塗佈方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗布法等。有關塗佈該溶液或分散液時之塗佈量,只要可對薄膜3賦予充分的防污性能之量即可,而無特別限制。
接著,將塗有含該磷(P)成分之溶液或分散液的薄膜3,在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中進行0.1小時至24小時的熱處理,使磷(P)成分含浸在薄膜3中。
上述之步驟係因為,若熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足時,或薄膜3之膜強度變不足,則將使薄膜3 之表層部3a中之磷(P)成分含量不足,而無法達到防污性能之效果之故。另外,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,因恐怕基體2會變形,因此熱處理溫度以及熱處理時間需依基體2的材質進行調整。熱處理時之氣體環境並無特別限制,一般係在大氣環境下進行。
同時,使磷(P)成分含浸在薄膜3中之熱處理,係上述薄膜3如在100℃以上之高溫狀態,則無需另設新的熱處理步驟。
熱處理後,雖留有殘渣,但以水清洗等即可將此殘渣輕易地去除。
如上述之說明,如依本實施型態之防污性製品,即可防止源自於食品等之有機物的燒焦污垢之強力沾黏,且即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢為強力沾黏時,該燒焦的污垢亦可輕易地以水加以清洗去除。
如依本實施型態之防污性製品的製造方法,則可防止源自於食品等之有機物的燒焦污垢之強力沾黏,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢的強力沾黏時,此燒焦的污垢可輕易地以水加以去除之防污性製品,並無須特殊的裝置或步驟而可簡便且廉價地進行製造。
[第3實施型態]
第2圖係呈示本發明第3實施型態之防污性製品的剖面圖,此防污性製品11與第2實施型態之防污性製品1之相異點係:相對於第2實施型態之防污性製品1中形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜3,且至少 在該薄膜3之表層部3a中分布著磷(P),而本實施型態之防污性製品11中形成以一定比例含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜12,且磷(P)略為均勻地分布在該薄膜12中。
該薄膜12之組成係含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P),如分別將矽(Si)、鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下,以在1質量%以上且在20質量%以下為佳,並且,磷(P)略為均勻地分布在該薄膜12中。
並且,含有該磷(P)之薄膜12整體即具備優異之防污機能而成為防污性薄膜。並且,薄膜12因含有氧化矽(SiO2 ),因此耐水性以及對基體2之宻著性優異。
上述之情形,係由於相對於氧化矽(SiO2 )與氧化鋯(ZrO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下之理由,係如氧化矽(SiO2 )之質量百分率超出50質量%時,即無法防止燒焦污垢的強力沾黏,而僅以水擦拭的程度無法去除強力沾黏之燒焦污垢之故。
特別是,如氧化矽(SiO2 )之質量百分率在1質量%以上且在20質量%以下時,即可更進一步有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,並且,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢為強力沾黏,亦可有效且輕易地以水清洗去除燒焦污垢,因而為佳。
該薄膜12中,磷(P)的濃度並無特別限制,而以0.001 質量%以上且在10質量%以下為佳,以0.01質量%以上且在10質量%以下為較佳,以0.1質量%以上且在10質量%以下更佳。
該薄膜12中,磷(P)的濃度低於0.001質量%時,在300℃以上之高溫下燒焦而所強力沾黏之燒焦污垢,無法以水擦拭的程度加以去除,反之,磷(P)的濃度高於10質量%時,因薄膜12的耐水性、耐磨損性降低而不佳。
薄膜12之厚度以在0.001 μm以上且在10 μm以下為佳。
該薄膜12之厚度低於0.001 μm時,防污性的賦予,亦即,對燒焦污垢的防污性以及強力沾黏之燒焦污垢的易去除性不足,反之,厚度高於10 μm時,薄膜12本身之耐衝擊性降低而易形成裂痕,因而不佳。
尤其為了防止干擾色的產生,宜將薄膜12之厚度作成0.1 μm以下。
形成該薄膜12之防污性製品11可有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使在300℃以上之高溫下燒焦時所強力沾黏的污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
並且,該薄膜12之耐久性亦優。
該薄膜12發揮防污效果之理由,係與第2實施型態之薄膜3的表層部3a之理由相同。
該防污性製品11,例如可依如下之第3製造方法製作。
亦即,該第3製造方法係包含下述之熱處理步驟:上述之熱處理步驟係將下述之第3塗佈液塗佈在基體 2之表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理者。其中,該第3塗佈液包含矽(Si)成分、磷(P)成分、溶劑以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯(Zr)成分,並且,如分別將鋯成分、矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下,以在1質量%以上且在20質量%以下為佳。
該第3塗佈液中,磷(P)成分之濃度並無特別限制,如分別將磷(P)成分、鋯成分、矽成分換算為磷(P)、氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,磷(P)之質量百分率在0.001質量%以上且在10質量%以下,則所得薄膜12之防污性優,可更有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,而且,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢強力的沾黏,亦可更有效且輕易地以水清洗去除該燒焦污垢,因而為佳。
該第3塗佈液中之烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、抗水解劑、矽成分、溶劑、觸媒、磷(P)成分,係與第2實施型態中第2塗佈液之各成分相同。
在基體2上塗佈該第3塗佈液之方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗布法等。
其次,將塗上第3塗佈液之基體2在100℃以上(以200 ℃以上為佳)之溫度中熱處理0.1至24小時後,在基體2上形成薄膜12。
其中,熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足時,薄膜12之膜強度變不足。同時,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,恐怕基體2會變形,因而依照基體2而調整熱處理溫度以及熱處理時間。熱處理時之氣體環境並無特別限制,通常在大氣環境下進行。
熱處理後,雖留有殘渣,但以水清洗等即可將此殘渣輕易地去除。
該防污性製品11可依第2實施型態之第2製造方法製作。亦即,在上述第2製造方法之「第2步驟」中進行熱處理之際,使含有磷(P)成分之溶液或分散液充分含浸至薄膜深部(底部),經由進行熱處理,即使在薄膜深部亦會引發與磷(P)的化學反應。
即使在本實施型態中,亦可達到與第2實施型態相同之效果。
而且,因磷(P)略為均勻地分布在薄膜12中,故可成為防污性製品11之表面中提高防污性之面內的均勻性。
[第4實施型態]
第3圖係呈示本發明第4實施型態之防污性製品的剖面圖,該防污性製品21與第2實施型態之防污性製品1之不同之處係:相對於第2實施型態之防污性製品1中形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜3,且至少在該薄膜3之表層部3a中分布著磷(P),而本實施型態 之防污性製品21中形成含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜22,且磷(P)至少分布在該薄膜22之表層部22a中。
薄膜22之厚度以在0.001 μm以上且在10 μm以下為佳。
該薄膜22之厚度低於0.001 μm時,防污性的賦予,亦即,對燒焦污垢的防污性以及強力沾黏之燒焦污垢的易去除性不足,反之,厚度高於10 μm時,薄膜22本身之耐衝擊性降低而易形成裂痕,因而不佳。
尤其為了防止干擾色的產生,宜將薄膜22之厚度作成0.1 μm以下。
該表層部22a之厚度係依下述第4製造方法中「第2步驟」之熱處理條件而決定,在一般之熱處理條件下,由薄膜22之表面算起至少為0.0001 μm以上之厚度,以0.005 μm以上之厚度為佳。而且,該表層部22a中磷(P)的濃度並無特別限制,係在0.001質量%以上且在10質量%以下,以在0.1質量%以上且在10質量%以下為佳,由該薄膜22之表面朝深度方向,以緩緩朝向低濃度之方式具有濃度梯度(concentration gradient)。
該表層部22a中之磷(P)的濃度低於0.001質量%時,則僅以水擦拭的程度而無法輕易地去除300℃以上之高溫下燒焦時所強力沾黏的污垢,反之,表層部22a中之磷(P)的濃度高於10質量%時,則薄膜22之耐水性、耐磨損性降低而不佳。
具有如此表層部22a之薄膜22所形成的防污性製品 21可有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使在300℃以上之高溫下有燒焦時的燒焦污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
而且,具有該表層部22a之薄膜22在耐久性方面亦優。
該表層部22a發揮防污效果的理由可認為是,與表層部22a的構成成分之鋯(Zr)、磷(P)之各原子與氧(O)原子之結合狀態有密切的關聯。
亦即,如以下之構造式(6)所示,係1個鋯(Zr)原子與3個氧(O)原子化學鍵結,與該等氧(O)原子中之1個氧(O)原子是雙鍵結合,其他之氧(O)原子是各有單鍵。
該等氧(O)原子之結合鍵的另一端與氫原子鍵結成為羥基(-OH),而呈現親水性。如薄膜22之表層部22a呈現親水性時,代表蛋白質等之親水性有機物質因受熱作用而燒焦時,燒焦污垢係更強力地沾黏。
在含有如此之鋯(Zr)原子與氧(O)原子的化學鍵結之薄膜22中,如另含有磷(P)時,則如以下之構造式(7)所示,係磷(P)與氧(O)原子之結合鍵經脫水縮合反應而交聯,再形成雙鍵結合。由於該雙鍵結合不是羥基(OH-),因而呈現某種程度的撥水性。
其結果,薄膜22之表層部22a成為對燒焦時的污垢具有適度的親水性與撥水性,因此降低與燒焦污垢的基體2之宻著性,而有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使為300℃以上之高溫下燒焦的污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
該防污性製品21,例如可依如下之第4製造方法製作。
亦即,該第4製造方法係包含下述之第1步驟與第2步驟:第1步驟:將下述之第4塗佈液塗佈在基體2之表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理而成為薄膜,其中,該第4塗佈液包含溶劑以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯(Zr)成分。以及,
第2步驟:在上述薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液,並在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中經由熱處理,使薄膜中含有磷(P)成分。
該第4塗佈液中之上述烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、 抗水解劑、溶劑、觸媒,係與第2實施型態中第2塗佈液之各成分相同。
在基體2上塗佈該第4塗佈液之方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗布法等。
其次,將塗上該第4塗佈液之基體2,在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中熱處理0.1至24小時後,在基體2上形成薄膜22。
在上述之情形,若熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足,則薄膜22之膜強度變得不足。同時,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,恐怕基體2會變形,因而依照基體2而調整熱處理溫度以及熱處理時間。熱處理時之氣體環境並無特別限制,通常在大氣環境下進行。
接著,在該薄膜22上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液。含有該磷(P)成分之溶液或分散液係與第2實施型態之含有磷(P)成分的溶液或分散液相同。
將含有該磷(P)成分之溶液或分散液塗佈在薄膜22上之塗佈方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法以及毛刷塗布法等。
其次,將塗有含該磷(P)成分之溶液或分散液的薄膜22在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中進行0.1小時至24小時的熱處理,使磷(P)成分含浸在薄膜22中。
上述之情形,係由於熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足時,則薄膜22之膜強度變得不足,因薄膜22之表層部22a中之磷(P)成分含量不足,而無法達到防污性能 之效果之故。另外,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,因惟恐基體2會變形,因此熱處理溫度以及熱處理時間需依基體2而進行調整。熱處理時之氣體環境並無特別限制,一般係在大氣環境下進行。
另外,該磷(P)成分含浸在薄膜22之熱處理,係上述薄膜22如在100℃以上之高溫狀態,則無須另設新的熱處理步驟。
熱處理後,雖留有殘渣,但以水清洗等即可將此殘渣輕易地去除。
即使在本實施型態中,亦可達到與第2實施型態相同之效果。
[第5實施型態]
第4圖係呈示本發明第5實施型態之防污性製品的剖面圖,此防污性製品31與第3實施型態之防污性製品11之相異點係:相對於第3實施型態之防污性製品11中形成以所定比例含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜12,且在該薄膜12中略為均勻地分布著磷(P),而本實施型態之防污性製品31中形成以所定比例含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之薄膜32,且磷(P)略為均勻地分布在該薄膜32中。
然後,含有該磷(P)之薄膜32整體即具備優異之防污機能而成為防污性薄膜。
該薄膜32中,磷(P)的濃度並無特別限制,以0.001質量%以上且在10質量%以下為佳,以0.1質量%以上且在 10質量%以下更佳。
該薄膜32中,磷(P)的濃度低於0.001質量%時,在300℃以上之高溫下所強力沾黏之燒焦污垢,無法以水擦拭的程度加以去除,反之,磷(P)的濃度高於10質量%時,因薄膜32的耐水性、耐磨損性降低而不佳。
薄膜32之厚度以在0.001 μm以上且在10 μm以下為佳。
該薄膜32之厚度低於0.001 μm時,防污性的賦予,亦即,對燒焦污垢的防污性以及強力沾黏之燒焦污垢的易去除性變不足,反之,厚度高於10 μm時,薄膜32本身之耐衝擊性降低而易形成裂痕,因而不佳。
尤其為了防止干擾色的產生,宜將薄膜32之厚度作成0.1 μm以下。
形成該薄膜32之防污性製品31可有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,即使在300℃以上之高溫下有燒焦時所強力沾黏的污垢,亦可輕易地以水擦拭的程度加以去除。
並且,該薄膜32之耐久性亦優。
該薄膜32發揮防污效果之理由係與與第4實施型態之薄膜22的理由相同。
該防污性製品31,例如可依如下之第5製造方法製作。
亦即,該第5製造方法包含下述之熱處理步驟:上述之熱處理步驟係將下述之第5塗佈液塗佈在基體2之表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理。其中,該第5塗佈液包含磷(P)成分、溶劑 以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯(Zr)成分。
該第5塗佈液中,磷(P)成分之濃度並無特別限制,如分別將磷(P)成分、鋯成分換算為磷(P)、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 ),磷(P)之質量百分率在0.001質量%以上且在10質量%以下,所得薄膜32之防污性佳,可更有效地防止燒焦污垢的強力沾黏,而且,即使在300℃以上之高溫下燒焦污垢為強力的沾黏,亦可更有效且輕易地以水清洗去除該燒焦污垢,故而為佳。
該第5塗佈液中之烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、抗水解劑、溶劑、觸媒、磷(P)成分,係與第2實施型態中第2塗佈液之各成分相同。
在基體2上塗佈該第5塗佈液之方法並無特別限制,可適用噴霧法、浸漬法、毛刷塗布法等。
其次,將塗上該第5塗佈液之基體2在100℃以上(以200℃以上為佳)之溫度中熱處理0.1至24小時後,在基體2上形成薄膜32。
上述之情形,係因為熱處理溫度低於100℃或熱處理時間不足時,薄膜32之膜強度變得不足之緣故。同時,熱處理溫度過高或熱處理時間過長時,恐怕基體2會變形,因而依照基體2而調整熱處理溫度以及熱處理時間。熱處 理時之氣體環境並無特別限制,通常在大氣環境下進行。
熱處理後,雖留有殘渣,但以水清洗等即可將此殘渣輕易地去除。
該防污性製品31可依第4實施型態之第4製造方法製作。亦即,在上述第4製造方法之「第2步驟」中進行熱處理之際,使含有磷(P)成分之溶液或分散液充分含浸至薄膜深部(底部),經由施行熱處理,即使在薄膜深部亦會引發與磷(P)的化學反應。
即使在本實施型態中,亦可達到與第3實施型態相同之效果。
在本發明之第1至5實施型態中,使用印刷法將塗佈液塗佈在基板上,如進行成膜使熱處理後之膜厚在50nm至500nm之範圍內並略呈均勻厚度時,利用光的干擾即可在依薄膜厚度之任意的單一色調進行薄膜的著色。例如:薄膜之厚度在10至60nm時為透明;在60至90nm時為銀色;在90至150nm時為金色;在150至190nm時為紫色;在190至240nm時為藍色;在240至280nm時為綠色;在280至320nm時為黃色,在320nm以上即可獲得亮麗多變化之彩虹色。
上述之印刷法方面,只要為可塗佈成略為均勻之厚度的印刷法即可,而無特別限制,例如:噴墨印刷法、網版印刷法。並且,如在塗佈液中添加少量的烷氧基鈦等之鈦成分、烷氧基鉿等之鉿成分以及烷氧基釔等之釔成分時,即可使著色更呈鮮豔。
在本發明之第1至5實施型態中,作為平均粒徑在20nm以下之氧化鋯微粒者並無特別限定,但以平均粒徑在10nm以下者由於在100℃至300℃左右之較低溫度的熱處理中易於形成而得機械特性優異之薄膜,因而為佳。
如此之氧化鋯微粒,例如依照日本特開2006-016236號公報所記載之製造方法即可價廉且大量地製造,同時經由日本住友大阪水泥(股)販售。
[實施例]
以下係依實施例以及比較例而具體說明本發明,然本發明並不受該等之實施例所限定。
[實施例1]
室溫(25℃)下,將四丁氧基鋯6重量份、乙醯乙酸乙酯3重量份以及2-丙醇90.9重量份混合30分鐘,使其生成四丁氧基鋯與乙醯乙酸乙酯之螯合化物。接著,在該溶液中添加四甲氧基矽烷0.1重量份,得到塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為2重量%。
接著,將該塗佈液以變成3g/m2 之塗佈量(換算為固形份)噴塗在結晶化玻璃製之爐子面板(亦即玻璃面)上,在大氣環境中500℃進行20分鐘之熱處理,於爐子面板上形成薄膜,得到實施例1之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm,爐子面板之表面之光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
接著,進行該烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性之評估。將評估結果示於表1。
另外,評估項目以及評估方法係如下述。
(1)燒焦污垢之易去除性: 對烹調器具之表面(結晶化玻璃製之爐面)滴下10ml醬油,並於大氣下300℃中加熱1小時,使醬油燒焦附著。接著,使用含水之布以水擦拭該燒焦物,而評估易去除性。
(2)油污之易去除性: 對烹調器具之表面(結晶化玻璃製之爐面)滴下廢油炸油1ml,使用含水布塊以水擦拭該廢油炸油,再以指尖確認是否「殘留黏稠感」而評估易去除性。
(3)耐水性 將烹調器具(結晶化玻璃製之爐面)浸漬在自來水煮沸時之沸水中24小時後,以指尖擦拭薄膜而評估薄膜的剝離狀況。
[實施例2]
除了將2-丙醇變更為90.4重量份,以及四丁氧基矽烷變更為0.6重量份之外,其餘以實施例1為基準,得到實施例2之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2)之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為10重量%。
接著,使用該塗佈液,並以實施例1為基準,得到實 施例2之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm,爐子面板之表面光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
以實施例1為基準,將該實施例2之烹調器具的防污性(食品之燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[實施例3]
除了將2-丙醇變更為89.9重量份,以及四丁氧基矽烷變更為1.1重量份之外,其餘以實施例1為基準,得到實施例3之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為18重量%。
接著,使用該塗佈液並以實施例1為基準,得到實施例3之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm,爐子面板之表面光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
以實施例1為基準,將該實施例3之烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[實施例4]
除了將四丁氧基鋯變更為2.3重量份、乙醯乙酸乙酯變更為1.2重量份、2-丙醇變更為96.0重量份以及四甲氧 基矽烷變更為0.5重量份之外,其餘以實施例1為基準,得到實施例4之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為25重量%。
接著,使用該塗佈液並以實施例1為基準,得到實施例4之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm,爐子面板之表面光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
以實施例1為基準,將該實施例4之烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[實施例5]
除了將四丁氧基鋯變更為2.0重量份、乙醯乙酸乙酯變更為1.0重量份、2-丙醇變更為96.3重量份以及四甲氧基矽烷變更為0.7重量份之外,其餘以實施例1為基準,得到實施例5之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為35重量%。
接著,使用該塗佈液並以實施例1為基準,得到實施例5之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm,爐子面板之表面光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
以實施例1為基準,將該實施例5之烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[實施例6]
在平均粒徑5nm之氧化鋯微粒分散於2-丙醇中,濃度1.8重量%的分散液99.6重量份中添加四甲氧基矽烷0.4重量份,得到塗佈液。將該塗佈液中之矽(Si)成分換算為氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為10重量%。
使用該塗佈液,除了使塗佈量(換算為固形份)成為0.5 g/m2 之外,以實施例1為基準,得到實施例6之烹調器具。薄膜之厚度為1 μm。
以實施例1為基準,將該實施例6之烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[比較例1]
將四丁氧基鋯6重量份、2-丙醇93重量份以及60重量%之硝酸1重量份進行混合,得到塗佈液。
接著,使用該塗佈液,並以實施例1為基準,得到比較例1之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm。
以實施例1為基準,將該比較例1之烹調器具的防污 性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
[比較例2]
除了將四丁氧基鋯變更為1.7重量份、乙醯乙酸乙酯變更為0.8重量份、2-丙醇變更為96.6重量份以及四甲氧基矽烷變更為0.9重量份之外,其餘以實施例1為基準,得到比較例2之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為45重量%。
接著,使用該塗佈液,並以實施例1為基準,得到比較例2之烹調器具。
該薄膜之厚度為1 μm。
以實施例1為基準,將該比較例2之烹調器具的防污性(食品的燒焦污垢及油污之易去除性)以及耐水性進行評估。將評估結果示於表1。
依據表1,實施例1至3中,食品的燒焦污垢之易去除性特佳,同時油污的易去除性、薄膜之耐水性皆為良好。
實施例4、5中,油污的去除性特佳,同時食品的燒焦污垢之易去除性、薄膜之耐水性亦為良好。
相對於此,比較例1中,食品的燒焦污垢之易去除性雖為良好,然而油污的易去除性、薄膜之耐水性均不佳。並且,比較例2中,油污的易去除性以及薄膜之耐水性雖佳,然而,食品的燒焦污垢之易去除性卻不佳。
由此可知,食品的燒焦污垢之易去除性、油污的易去除性以及薄膜之耐水性均佳者係薄膜中之氧化矽(SiO2 )含量在50重量%以下,以在1重量%至40重量%之範圍者為佳。
[實施例7]
將四丁氧基鋯10重量份、乙醯丙酮5重量份以及2-丙醇84.5重量份混合,使其生成四丁氧基鋯與乙醯丙酮之螯合化物。接著,在該溶液中添加四甲氧基矽烷0.5重量份,得到塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為7.2重量%。
接著,將該塗佈液以1.5g/m2 之塗佈量(換算為固形份)噴塗在結晶化玻璃製之爐子面板上,在大氣環境下600℃中進行100分鐘之熱處理,於爐子用面板上形成薄膜,得到實施例7之烹調器具。
該薄膜之厚度為0.5 μm,爐子用面板之表面光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
[實施例8]
將四(乙醯丙酮)鋯(zirconium tetraacetylacetonate)15重量份、含30重量%矽溶膠之2-丙醇分散液0.5重量份、以及丁基-β-氧乙基醚(丁基溶纖劑)84.5重量份混合,得到塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為4重量%。
接著,將該塗佈液以0.3g/m2 之塗佈量(換算為固形份)浸漬塗佈在琺瑯製烤盤上,在大氣環境下500℃中進行30 分鐘之熱處理,於烤盤上形成薄膜,得到實施例8之烹調器具。
該薄膜之厚度為0.1 μm,琺瑯製烤盤表面之光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
[實施例9]
將四丁氧基鋯10重量份、乙醯丙酮5重量份以及2-丙醇84重量份混合,使其生成四丁氧基鋯與乙醯丙酮之螯合化物。接著,在該溶液中添加四乙氧基矽烷1重量份,得到塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之重量百分率為8.6重量%。
接著,將該塗佈液以1.5g/m2 之塗佈量(換算為固形份)浸漬塗佈在陶瓷製之烤肉板上,在大氣環境下700℃中進行50分鐘之熱處理,於該烤肉板上形成薄膜,得到實施例9之烹調器具。
該薄膜之厚度為0.5 μm,烤肉板表面之光澤比薄膜之成膜前增加,呈現美觀表面。
各在實施例7至9之烹調器具之表面塗上蛋白,並於大氣環境下350℃中加熱1小時使其燒焦。接著,在使用含水之布以水擦拭以燒焦物時,可輕易地擦掉該燒焦物。
同樣地各在實施例7至9之烹調器具之表面滴下廢油炸油後,使用含水之布塊以水擦拭時,可輕易地擦掉該廢 油炸油。
以下之實施例以及比較例中,防污性製品係使用爐子用面板。
[實施例10]
室溫(25℃)下,將四丁氧基鋯6質量份、乙醯乙酸乙酯3質量份以及2-丙醇90.9質量份混合30分鐘,使其生成四丁氧基鋯與乙醯乙酸乙酯之螯合化物。接著,在該溶液中添加四甲氧基矽烷0.1質量份,將所得溶液於乙二醇單丁基醚(丁基溶纖劑)中稀釋10倍,得到實施例10之塗佈液。
分別將該塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率為2質量%。
接著,將該塗佈液噴塗在結晶化玻璃製之爐子用面板上,使塗佈量成為100g/m2 ,在大氣環境下500℃中進行20分鐘之熱處理且燃燒,於爐子用面板上形成薄膜。該薄膜之厚度為0.1 μm。
接著,將該爐子用面板浸漬於1質量%(P換算)之三聚磷酸鈉水溶液中,薄膜表面充分沾濕後拉起,再將該瓦斯爐(或電爐)用面板在大氣環境下250℃中進行20分鐘之熱處理。接著以水清洗去除薄膜上之殘渣,得到實施例10之爐子用面板。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該瓦斯爐(或電爐)用面板之薄膜表面中磷 (P)的含有率時為0.1質量%。
將該實施例10之爐子用面板之防污性於「燒焦污垢之易去除性」中進行評估。評估方法係如下述。
「燒焦污垢之易去除性」 在薄膜表面滴下醬油1ml,接著,分別以大氣下250℃中1小時與大氣下350℃中1小時之條件下使其燒焦附著。接著,使用含水之布塊以水擦拭該燒焦物,評估易去除性。並將評估結果示於表1。表1中之「含浸」係指依照第2製造方法。
[實施例11]
除了分別將四丁氧基鋯變更為1.7質量份、乙醯乙酸乙酯變更為0.8質量份、2-丙醇變更為96.6質量份以及四甲氧基矽烷變更為0.9質量份之外,其餘以實施例10為基準,得到實施例11之塗佈液。
分別將實施例11之塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si)成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率為45質量%。
接著,除了使用該實施例11之塗佈液以外,其餘以實施例10為基準,得到實施例11之烹調器具。該薄膜之厚度為0.1 μm。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該實施例11之爐子用面板之薄膜表面中磷(P)的含有率為0.1質量%。
更且,以實施例10為基準,將該實施例11之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。
[實施例12]
室溫(25℃)下,將四丁氧基鋯6質量份、乙醯乙酸乙酯3質量份以及2-丙醇91質量份混合30分鐘,使其生成四丁氧基鋯與乙醯乙酸乙酯之螯合化物。接著,將該溶液於乙二醇單丁基醚(丁基溶纖劑)中稀釋10倍,得到實施例12之塗佈液。
接著,除了使用該實施例12之塗佈液以外,其餘以實施例10為基準,得到實施例12之爐子用面板。該薄膜之厚度為0.1 μm。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該實施例12之爐子用面板之薄膜表面中磷(P)的含有率為0.1質量%。
更且,以實施例10為基準,將該實施例12之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。表1中之「含浸」係指依照第4製造方法者。
[實施例13]
在實施例10之塗佈液中添加作為磷(P)成分之磷酸三甲酯,得到實施例13之塗佈液。然而,磷(P)成分之添加量係,如分別將磷酸三甲酯、鋯成分、矽成分換算為磷(P)、氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,磷(P)之質量百分率成為1質量%。
接著,除了使用該實施例13之塗佈液以外,其餘以實 施例10為基準,得到實施例13之爐子用面板。然而,在實施例13之塗佈液中因預先添加作為磷(P)成分之磷酸三甲酯,因此並未施行三聚磷酸處理。該薄膜之厚度為0.1 μm。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該實施例13之爐子用面板之薄膜表面中磷(P)的含有率為1質量%。
更且,以實施例10為基準,將該實施例13之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。表1中之「含浸」係指依照第3製造方法者。
[實施例14]
在實施例12之塗佈液中添加作為磷(P)成分之磷酸三甲酯,得到實施例14之塗佈液。然而,磷(P)成分之添加量係,如分別將磷酸三甲酯、鋯成分換算為磷(P)、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )之量,磷(P)之質量百分率成為1質量%。
接著,除了使用該實施例14之塗佈液以外,其餘以實施例12為基準,得到實施例14之爐子用面板。然而,在實施例14之塗佈液中因預先添加作為磷(P)成分之磷酸三甲酯,因此並未施行三聚磷酸處理。該薄膜之厚度為0.1 μm。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該實施例14之爐子用面板之薄膜表面中磷(P)的含有率為1質量%。
更且,以實施例10為基準,將該實施例14之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。表1中之「含浸」係指依照第5製造方法者。
[實施例15]
將分散於水中之平均粒徑5nm之氧化鋯微粒的分散液(濃度為5質量%)以0.5g/m2 (換算為固形份)之塗佈量噴塗在琺瑯製之爐子用面板上,在大氣環境下250℃中進行30分鐘之熱處理且燃燒,於爐子用面板上形成薄膜。該薄膜之厚度為0.1 μm。
接著,在該爐子用面板上噴塗1質量%(P換算)之三聚磷酸鈉水溶液,再度在大氣環境下250℃之溫度中進行30分鐘之熱處理。接著以水清洗去除薄膜上之殘渣,得到實施例15之爐子用面板。
使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe Micro-Analysis)檢測,該爐子用面板之薄膜表面中磷(P)的含有率為0.1質量%。
再將該實施例15之爐子用面板之防污性以實施例10為基準進行評估。該評估結果示於表2。
[比較例3]
除了將四丁氧基鋯變更為1.5質量份、乙醯乙酸乙酯變更為0.8質量份、2-丙醇變更為96.6質量份以及四甲氧基矽烷變更為1.1質量份之外,其餘以實施例1為基準,得到比較例3之塗佈液。
分別將該比較例3之塗佈液中之鋯(Zr)成分、矽(Si) 成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於氧化鋯(ZrO2 )與氧化矽(SiO2 )之總量,氧化矽(SiO2 )之質量百分率為55質量%。
接著,除了使用該比較例3之塗佈液以外,其餘以實施例10為基準,得到比較例3之爐子用面板。該薄膜之厚度為0.1 μm。
以實施例10為基準,將該比較例3之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。表1中之「含浸」係指依照第2製造方法者。
[比較例4]
將實施例10之塗佈液以100g/m2 之塗佈量噴塗在結晶化玻璃製之爐子用面板上,在大氣環境下500℃中進行20分鐘之熱處理並燃燒,於爐子用面板上形成薄膜。該薄膜之厚度為0.1 μm。
接著,將5質量%之氫氧化鋰溶液以50g/m2 之塗佈量塗佈在該薄膜上,在大氣環境下250℃之溫度中進行20分鐘之熱處理,得到表面形成含有鋰之薄膜的爐子用面板。
以實施例10為基準,將該比較例4之爐子用面板的防污性進行評估。將評估結果示於表1。
由表2得知,實施例10至14之爐子用面板中,在250℃、350℃之任一種條件下,可易於去除燒焦污垢,而相較於比較例3至4之爐子用面板,前者之防污性較為優異。
而且,實施例3、4中,250℃以及350℃之燒焦污垢之易去除性皆不佳或極差。
[產業之可利用性]
本發明之烹調器具係一種在基體之至少部分表面形成含有矽(Si)、鋯(Zr)以及氧(O)之特定組成的薄膜,藉此即可僅以水擦拭的程度輕易地去除烹調中食品的燒焦污垢及油污的烹調器具,因此,不僅在食品烹調中所使用之烹調器具以及各種廚房設備的附屬零件,並在該烹調器具之外,對於要求具防污性之各種構材以及各種零件等皆適 用,其對工業上之意義極大。
並且,本發明之防污性製品(亦即烹調器具)係一種在構成該主要部分之基體的表面形成含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜、或含有鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P)之特定組成的薄膜,藉此即可防止源自食品等之有機物在燒焦的污垢強力沾黏於基體表面,以及即使燒焦污垢強力沾黏於基體上亦可輕易地以水清洗去除,因此,不僅在瓦斯爐(或電爐)用面板等之各種烹調機器方面,亦可適用於各種烹調器具,其對工業上之意義極大。
1、11、21、31‧‧‧防污性製品
2‧‧‧基體
3、12、22、32‧‧‧薄膜
3a、22a‧‧‧表層部
第1圖呈示本發明第2實施型態之防污性製品的剖面圖。
第2圖呈示本發明第3實施型態之防污性製品的剖面圖。
第3圖呈示本發明第4實施型態之防污性製品的剖面圖。
第4圖呈示本發明第5實施型態之防污性製品的剖面圖。
1‧‧‧防污性製品
2‧‧‧基體
3‧‧‧薄膜
3a‧‧‧表層部

Claims (7)

  1. 一種烹調器具,其係:具備基體與形成於該基體表面之薄膜的烹調器具,其特徵為上述薄膜含有矽(Si)、鋯(Zr)、氧(O)以及磷(P),且上述磷(P)至少分佈於上述薄膜之表層部;當分別將上述矽(Si)、上述鋯(Zr)換算為氧化矽(SiO2 )、氧化鋯(ZrO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在1重量%以上且20重量%以下。
  2. 一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在基體的至少部分表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理者,其中,該塗佈液包含矽成分、磷(P)成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分,並且,當分別將上述鋯成分、上述矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之重量百分率在50重量%以下。
  3. 一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在基體的至少部分表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理作成薄膜,並在該薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶 液或分散液,再於100℃以上之溫度中進行熱處理,藉此,使磷(P)成分至少含在上述薄膜之表層部,其中,該塗佈液包含矽成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分,並且,如分別將上述鋯成分、上述矽成分換算為氧化鋯(ZrO2 )、氧化矽(SiO2 )時,相對於上述氧化鋯(ZrO2 )與上述氧化矽(SiO2 )之總量,上述氧化矽(SiO2 )之質量百分率在50質量%以下。
  4. 一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在基體的至少部分表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理者,其中,該塗佈液包含磷成分、溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分。
  5. 一種烹調器具之製造方法,其特徵係:將下述之塗佈液塗佈在基體的至少部分表面而形成塗佈膜後,將該塗佈膜於100℃以上之溫度中進行熱處理作成薄膜,並在該薄膜上塗佈含有磷(P)成分之溶液或分散液,再於100℃以上之溫度中進行熱處理,藉此,使磷(P)成分至少含在上述薄膜之表層部,其中, 該塗佈液包含溶劑、以及選自由烷氧基鋯、烷氧基鋯之水解物、烷氧基鋯之螯合化物、烷氧基鋯之水解物的螯合化物、以及平均粒徑在20nm以下之氧化鋯所成組群中之一種或二種以上之鋯成分。
  6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之烹調器具之製造方法,其中,上述烷氧基鋯之螯合化物係烷氧基鋯與選自由乙醇胺、β-二酮、β-酮酸酯以及羧酸所成組群中之一種或二種以上之化合物的反應生成物。
  7. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之烹調器具之製造方法,其中,上述烷氧基鋯之水解物的螯合化物係烷氧基鋯之水解物與選自由乙醇胺、β-二酮、β-酮酸酯以及羧酸所成組群中之一種或二種以上之化合物的反應生成物。
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