JP2002326864A - 電熱器のベース及びその製法 - Google Patents

電熱器のベース及びその製法

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JP2002326864A
JP2002326864A JP2002040515A JP2002040515A JP2002326864A JP 2002326864 A JP2002326864 A JP 2002326864A JP 2002040515 A JP2002040515 A JP 2002040515A JP 2002040515 A JP2002040515 A JP 2002040515A JP 2002326864 A JP2002326864 A JP 2002326864A
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glass
heating element
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James David Joseph Jackson
デービッド ジョセフ ジャクソン ジェームス
Matthew Benedict David Mitchell
ベネディクト デービッド ミッチェル マシュー
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な曲げ強さ及び小さい熱伝導率を有する
電熱器のベースを提供する。 【解決手段】 ヒュームドシリカ６５−９８重量％；強
化フィラメント１−１５重量％；ピロゲニックシリカ１
０重量％以下；及び乳白剤２０重量％以下でなる組成物
を調製し、この組成物を圧縮してベースを形成し、加熱
−硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、電熱器のベース及びその製法に
係る。本発明は、特に（ただし、排他的ではない）、ガ
ラス−セラミック調理面をもつ調理ホブ、又はオーブン
の如き調理器具において使用される電熱器のベースに関
する。
【０００２】微孔性断熱材料の如き断熱材料の層を収容
した金属製の皿状支持体からなるベースを有する調理器
具用の電熱器はよく知れれている。電熱素子は、絶縁材
料の層の上に支持される。通常、金属製の皿状支持体の
内側において、ヒーターの周辺には、断熱材料の壁が設
けられる。
【０００３】コストを低減するためには、金属製の皿状
支持体、断熱材料の層及び断熱材料の壁を、発熱素子が
直接支持される断熱材料製の皿状ベースからなる単一部
材で置換られることが望ましい。このような部材につい
ては、２つの主な要件がある。断熱材料製の皿状ベース
は、自立性であるように適切な曲げ強さ、及び得られる
ヒーターの作動の間に、ベースの外側が、許容されない
ほど高い温度に達することを防止するように低い熱伝導
率を有していなければならない。
【０００４】ヒル石及び結合剤からなるベース、ヒル石
又は雲母、ピロゲニックシリカ及び任意に強化繊維、結
合剤及び乳白剤からなるベースを提供することによっ
て、このような問題を解決するための試みがなされてい
る。このような組成物は、優れた曲げ強さをもつベース
を提供できる。しかしながら、その熱伝導率は望ましい
ものよりも大きく、より効果的に圧縮した微孔性断熱材
料の層をベースの内側に設け、発熱素子を支持する必要
があることが認められている。
【０００５】本発明の目的は、上記問題を克服又は低減
することにある。
【０００６】本発明の１態様によれば、電熱器のベース
において、該ベースは、圧縮し、熱硬化させた組成物か
らなり、前記組成物が、ヒュームドシリカ６５−９８重
量％；強化フィラメント１−１５重量％；ピロゲニック
シリカ１０重量％以下；及び乳白剤２０重量％以下でな
ることを特徴とする電熱器のベースが提供される。
【０００７】本発明の他の態様によれば、電熱器のベー
スを製造する方法において、１）ヒュームドシリカ６５
−９８重量％；強化フィラメント１−１５重量％；ピロ
ゲニックシリカ１０重量％以下；及び乳白剤２０重量％
以下でなる組成物を調製し；２）この組成物を圧縮し
て、ベースを形成し；及び３）このベースを加熱して、
硬化を行なうことを特徴とする電熱器のベースの製法が
提供される。
【０００８】熱硬化は、500−900℃の温度で行われる。
【０００９】熱硬化の時間は、１５−２５分である。
【００１０】強化フィラメントは、Ｅガラス、Ｒガラ
ス、又はＳガラス、及びそれらの変性体の如きガラス、
シリカ、セラミック繊維、鉱物繊維及びボディーソルブ
ル（body soluble）繊維から選ばれる。
【００１１】使用される場合、乳白剤は、二酸化チタン
（ルチル形である）、炭化ケイ素及び酸化鉄（赤鉄鉱形
である）の如き赤外線散乱物質から選ばれる。
【００１２】ベースは、直立する壁を有する皿状の形状
を有する。
【００１３】ベースには、さらに、少なくとも１つの電
熱素子が設置、固着され、これにより、電熱器が形成さ
れる。端子ブロックがベースに固着され、該端子ブロッ
クは、少なくとも１つの電熱素子に電気的に接続され
る。
【００１４】この少なくとも１つの電熱素子及び／又は
端子ブロックは、組成物の圧縮によるベースの形成の間
に、ベースに固着される。
【００１５】ベースよりも熱伝導率が小さい微孔性断熱
材料の層を、ベースと、少なくとも１つの電熱素子との
間に設けることができる。
【００１６】本発明の結果、適切な曲げ強さ及び小さい
熱伝導率を有する電熱器のベースが提供される。ベース
よりも熱伝導率が小さい断熱材料を追加的に設けること
は必須ではないが、必要であれば、設けることもでき
る。
【００１７】本発明がさらに良好に理解されるように、
及び本発明が如何にして実施されるかを明確に示すた
め、図面を参照して、以下の実施例を例示する。
【００１８】
【実施例１】ＶＡＷ（独国）によって供給されたヒュー
ムドシリカ９８重量％；及びＯＣＦ（米国）によって供
給されたAdvantexガラスフィラメント２重量％からなる
組成物を調製した。
【００１９】組成物を成形プレスにおいて圧縮して、図
１及び２において参照符号２で示されるヒーターのベー
スを形成した。ベース２は、700Kg/ｍ３のブロック密度
を有していた。
【００２０】ベース２を、800℃において２０分間加熱
して、その硬化を行った。
【００２１】ベース２について、熱伝導率を測定したと
ころ、0.105Ｗ/(m・K)の値を有していた。
【００２２】ベース２について、曲げ強さを測定したと
ころ、1400KN/ｍ２の値を有していた。
【００２３】ヒーター用のベース２を形成するために組
成物を圧縮するプロセスの間に、ベースの表面に溝４を
形成した。
【００２４】ベース２の加熱−硬化処理の後、図３及び
４に示すように、よく知られた形の発熱素子６を溝４に
固着し、端子ブロック８に接続させて、電熱器を形成し
た。このようなヒーターは、特に、調理器具での使用に
適用される。発熱素子６及び端子ブロック８を、耐高温
性の接着剤によって、その場に、好適に固着した。端子
ブロック８を、ベース２の形成の間にベース２に設けた
窪み１０内に好適に固着させた。
【００２５】よく知られた形の温度リミッター１２を、
ヒーターを横切ってかつ発熱素子６を覆うように設ける
ことができる。このような温度リミッター１２は、好適
は接着剤組成物によってベース２の外側に固着される取
付ブラケット１４を有することができる。
【００２６】ベース２は、多くの用途に適した小さい熱
伝導率を有しているが、必要であれば、ベース２と発熱
素子６との間に、より小さい熱伝導率の圧縮した微孔性
断熱材料の層を設けることができる。このような配置を
図５に示している。図において、圧縮した微孔性断熱材
料の層１６が、ベース２と発熱素子６との間に設けてあ
る。
【００２７】
【実施例２】ＶＡＷ（独国）によって供給されたヒュー
ムドシリカ９６重量％；ＯＣＦ（米国）によって供給さ
れたAdvantexガラスフィラメント２重量％；及びのDegu
ssa-Huls（ベルギー国）によって供給されたピロゲニッ
クシリカ タイプA200 ２重量％からなる組成物を調製し
た。
【００２８】組成物を、端子ブロックに取付けられた発
熱素子と共に型に入れ、圧縮して、ヒーターユニットを
形成した。圧縮された組成物は、600Kg/ｍ３のブロック
密度を有していた。完成ユニットを、800℃において２
０分間加熱した。
【００２９】得られたヒーターは、図３及び４に示すよ
うに、発熱素子６及び端子ブロック８と共に、加熱−硬
化された組成物でなるベース２を備えている。発熱素子
６及び端子ブロック８は、ベース２に鋳込まれており、
さらになる固着手段は必要ではない。
【００３０】ベース２は、熱伝導率0.0661Ｗ/(m・K)及び
曲げ強さ1135KN/ｍ２を有していた。
【００３１】
【実施例３】ＶＡＷ（独国）によって供給されたヒュー
ムドシリカ９３重量％；ＯＣＦ（米国）によって供給さ
れたAdvantexガラスフィラメント２重量％；及びDeguss
a-Huls（ベルギー国）によって供給されたピロゲニック
シリカ タイプA200 ５重量％からなる組成物を調製し
た。
【００３２】この組成物を、端子ブロックに取付けられ
た発熱素子と共に型に入れ、圧縮して、ヒーターユニッ
トを形成した。圧縮された組成物は、500Kg/ｍ３のブロ
ック密度を有していた。完成ユニットを、800℃におい
て２０分間加熱した。
【００３３】得られたヒーターは、図３及び４に示すよ
うに、発熱素子６及び端子ブロック８と共に、加熱−硬
化された組成物でなるベース２を備えている。
【００３４】ベース２は、熱伝導率0.0608Ｗ/(m・K)及び
曲げ強さ730KN/ｍ２を有していた。
【００３５】
【実施例４】ＶＡＷ（独国）によって供給されたヒュー
ムドシリカ９３重量％；ＯＣＦ（米国）によって供給さ
れたAdvantexガラスフィラメント２重量％；及びDeguss
a-Huls（独国）によって供給されたピロゲニックシリカ
タイプR974 ５重量％からなる組成物を調製した。
【００３６】この組成物を、端子ブロックに取付けられ
た発熱素子と共に、実施例３と正確に同じ方法で処理し
て、発熱素子６及び端子ブロック８と共に、加熱−硬化
された組成物でなるベース２を備えている図３及び４に
示すようなヒーターを形成した。
【００３７】ベース２は、熱伝導率0.0611Ｗ/(m・K)及び
曲げ強さ770KN/ｍ２を有していた。
【００３８】
【実施例５】ＶＡＷ（独国）によって供給されたヒュー
ムドシリカ８３重量％； Tilcon（英国）によって供給
されたルチル乳白剤１０重量％；ＯＣＦ（米国）によっ
て供給されたAdvantexガラスフィラメント２重量％；及
びDegussa-Huls（独国）によって供給されたピロゲニッ
クシリカ タイプR200 ５重量％からなる組成物を調製し
た。
【００３９】この組成物を、端子ブロックに取付けられ
た発熱素子と共に型に入れ、圧縮して、ヒーターユニッ
トを形成した。圧縮された組成物は、600Kg/ｍ３のブロ
ック密度を有していた。完成ユニットを、800℃におい
て２０分間加熱した。
【００４０】得られたヒーターは、図３及び４に示すよ
うに、発熱素子６及び端子ブロック８と共に、加熱−硬
化された組成物でなるベース２を備えている。
【００４１】ベース２は、熱伝導率0.054Ｗ/(m・K)及び
曲げ強さ670KN/ｍ２を有していた。
【００４２】上記実施例は、ヒュームドシリカを基材と
する組成物から、適切な曲げ強さ及び小さい熱伝導率を
有する電熱器のベースが提供されることを表わしてい
る。組成物に少量のピロゲニックシリカを含めることに
よって、圧縮の間に、適切な曲げ強さをなお保持したま
ま、改善された熱伝導率及び改善された流動特性が達成
される。
【００４３】
【比較例１】Degussa-Huls（独国）によって供給された
ピロゲニックシリカ タイプA200 ６０重量％； Tilcon
（英国）によって供給されたルチル乳白剤３７重量％；
及びＯＣＦ（米国）によって供給されたAdvantexガラス
フィラメント３重量％からなる組成物を調製した。
【００４４】この組成物を圧縮して、図１及び２に示す
ような電熱器のベース２を形成した。ブロック密度は、
350Kg/ｍ３であった。
【００４５】得られたベース２は、0.0301Ｗ/(m・K)の非
常に小さい熱伝導率を示した。しかしながら、その曲げ
強さ110KN/ｍ２は、電熱器に使用されるベースに関して
は、不充分なものである。
【００４６】
【比較例２】Hoben Davis（英国）によって供給された
微粒子状のヒル石８０重量％；及びCrosfield（英国）
によって供給された結合剤 タイプ K66 ２０重量％から
なる組成物を調製した。
【００４７】この組成物を圧縮して、図１及び２に示す
ような電熱器のベース２を形成した。ブロック密度は70
0Kg/ｍ３であった。得られたベース２を300℃において
２０分間加熱処理した。
【００４８】ベースは、1960KN/ｍ２の優れた曲げ強さ
を有しているが、その熱伝導率は0.36Ｗ/(m・K)であり、
許容されないものである。
【００４９】
【比較例３】Hoben Davis（英国）によって供給された
微粒子状のヒル石６２重量％； Crosfield（英国）によ
って供給された結合剤 タイプ K66 ２０重量％；及びDe
gussa-Huls（ベルギー国）によって供給されたピロゲニ
ックシリカ タイプA200 １８重量％からなる組成物を調
製した。
【００５０】組成物を圧縮して、図１及び２に示すよう
な電熱器のベース２を形成した。ブロック密度は700Kg/
ｍ３であった。得られたベース２を300℃において２０
分間加熱処理した。
【００５１】ベースは、1813KN/ｍ２の優れた曲げ強さ
を有しているが、その熱伝導率は0.25Ｗ/(m・K)であり、
許容されないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電熱器のベースの１具体例の平面
図である。
【図２】図１のベースの断面図である。
【図３】図１のベースが設けられた電熱器の平面図であ
る。
【図４】図３のヒーターの断面図である。
【図５】ベースと発熱素子との間に設けられた追加の断
熱材料を有するヒーターの変形例の断面図である。
【符号の説明】
２ ベース ４ 溝 ６ 発熱素子 ８ 端子ブロック １０ 窪み １２ 温度リミッター １４ 取付ブラケット １６ 層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/16 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｖ (71)出願人 502057544 １ ＡＲＲＯＷＥ ＢＲＯＯＫ ＲＯＡ Ｄ， ＵＰＴＯＮ， ＷＩＲＲＡＬ ＣＨ 49 １ＳＸ， ＵＮＩＴＥＤ ＫＩＮＧＤ ＯＭ (72)発明者 ジェームス デービッド ジョセフ ジャ クソン イギリス国 ウースターシャー ディーワ イ10・２ティーアール キッダーミンスタ ー ジェームス・ロード 53 (72)発明者 マシュー ベネディクト デービッド ミ ッチェル イギリス国 ホープ・バレー エス33・９ ジェーキュー ラドウェル スモールデー ル ダ・ロッキー Ｆターム(参考） 3K092 PP20 QA05 QB44 SS02 SS12 SS34 SS45 VV31 VV40 3L087 AA03 DA03 DA17 4G030 AA16 AA27 AA37 AA47 AA66 BA01 BA20 BA21 BA25 CA01 GA27

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電熱器のベースにおいて、該ベースは、圧
    縮し、熱硬化させた組成物からなり、前記組成物が、ヒ
    ュームドシリカ６５−９８重量％；強化フィラメント１
    −１５重量％；ピロゲニックシリカ１０重量％以下；及
    び乳白剤２０重量％以下でなることを特徴とする、電熱
    器のベース。
  2. 【請求項２】強化フィラメントが、ガラス、シリカ、セ
    ラミック繊維、鉱物繊維及びボディーソルブル繊維から
    選ばれるものである、請求項１記載の電熱器のベース。
  3. 【請求項３】ガラスが、Ｅガラス、Ｒガラス、又はＳガ
    ラス、及びそれらの変性体から選ばれるものである、請
    求項２記載の電熱器のベース。
  4. 【請求項４】使用される場合、乳白剤が、二酸化チタ
    ン、炭化ケイ素及び酸化鉄から選ばれるものである、請
    求項１−３のいずれか１項記載の電熱器のベース。
  5. 【請求項５】二酸化チタンがルチルからなるものであ
    る、請求項４記載の電熱器のベース。
  6. 【請求項６】酸化鉄が赤鉄鉱からなるものである、請求
    項４記載の電熱器のベース。
  7. 【請求項７】ベースが、直立する壁を有する皿状であ
    る、請求項１−６のいずれか１項記載の電熱器のベー
    ス。
  8. 【請求項８】少なくとも１つの電熱素子がベースに固着
    して設けられている、請求項１−７のいずれか１項記載
    の電熱器のベース。
  9. 【請求項９】端子ブロックがベースに固着されていると
    共に、該端子ブロックは、少なくとも１つの電熱素子に
    電気的に接続されている、請求項８記載の電熱器のベー
    ス。
  10. 【請求項１０】少なくとも１つの電熱素子及び／又は端
    子ブロックが、組成物の圧縮によるベースの形成の間に
    ベースに固着されている、請求項８又は９記載の電熱器
    のベース。
  11. 【請求項１１】ベースと少なくとも１つの電熱素子との
    間に、ベースよりも熱伝導率が小さい微孔性断熱材料の
    層が設けられている、請求項８、９又は１０記載の電熱
    器のベース。
  12. 【請求項１２】電熱器のベースを製造する方法におい
    て、１）ヒュームドシリカ６５−９８重量％；強化フィ
    ラメント１−１５重量％；ピロゲニックシリカ１０重量
    ％以下；及び乳白剤２０重量％以下でなる組成物を調製
    し；２）この組成物を圧縮して、ベースを形成し；及び
    ３）このベースを加熱して、硬化を行なうことを特徴と
    する、電熱器のベースの製法。
  13. 【請求項１３】硬化を行うために、ベースの加熱を温度
    500−900℃で行なう、請求項１２記載の製法。
  14. 【請求項１４】硬化を行うために、ベースの加熱を１５
    −２５分間行なう、請求項１２又は１３記載の製法。
  15. 【請求項１５】強化フィラメントが、ガラス、シリカ、
    セラミック繊維、鉱物繊維及びボディーソルブル繊維か
    ら選ばれるものである、請求項１２、１３又は１４記載
    の製法。
  16. 【請求項１６】ガラスが、Ｅガラス、Ｒガラス、Ｓガラ
    ス、及びそれらの変性体から選ばれるものである、請求
    項１５記載の製法。
  17. 【請求項１７】使用される場合、乳白剤が、二酸化チタ
    ン、炭化ケイ素及び酸化鉄から選ばれるものである、請
    求項１２−１６のいずれか１項記載の製法。
  18. 【請求項１８】二酸化チタンがルチルからなるものであ
    る、請求項１７記載の製法。
  19. 【請求項１９】酸化鉄が赤鉄鉱からなるものである、請
    求項１７記載の製法。
  20. 【請求項２０】ベースが、直立する壁を有する皿状であ
    る、請求項１２−１９のいずれか１項記載の製法。
  21. 【請求項２１】少なくとも１つの電熱素子を、ベースに
    固着して設ける、請求項１２−２０のいずれか１項記載
    の製法。
  22. 【請求項２２】端子ブロックをベースに固着すると共
    に、該端子ブロックを、少なくとも１つの電熱素子に電
    気的に接続する、請求項２１記載の製法。
  23. 【請求項２３】少なくとも１つの電熱素子及び／又は端
    子ブロックを、組成物の圧縮によるベースの形成の間に
    固着する、請求項２１又は２２記載の製法。
  24. 【請求項２４】ベースと少なくとも１つの電熱素子との
    間に、ベースよりも熱伝導率が小さい微孔性断熱材料の
    層を設ける、請求項２１、２２又は２３記載の製法。
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