JP2009523989A - ガラス−セラミック・プレート、その製造方法及びそれを備えた料理用レンジ - Google Patents

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Abstract

本発明は、例えば、料理用レンジに取り付けられることを意図したガラス−セラミック・プレートであって、その少なくとも一方の面上に、裸のガラス−セラミック・プレートのバルクに形成された差別化された表面仕上げを含むガラス−セラミック・プレートに関する。本発明はまた、当該プレートを製造する方法及び当該プレートに関連する装置に関する。

Description

本発明は、ガラス−セラミック又は別の同様の高耐熱性材料から作られ、かつ膨張係数がゼロ又はほとんどゼロであるホットプレートに関する。
これらのプレートは、平坦又は実質的に平坦であり、加熱エレメント(又はヒーター又はバーナー)を覆って料理用レンジを構成するよう設計される。加熱エレメントには様々なタイプがあり、特には、電気加熱エレメント、例えば、電気抵抗加熱エレメント、放射エレメント又はハロゲンランプ;誘導加熱のためのインダクター又は誘導エレメント;及びガスバーナーがある。同じ料理用レンジの加熱エレメントは同じタイプであっても異なるタイプ、例えば、放射エレメントとガスバーナー、インダクターとガスバーナー、放射エレメントとインダクターなど(「ハイブリッド」と呼ばれる料理用レンジ)であることも可能である。
料理用レンジはまた、ヒーター(多くの場合4つある)の出力の変更を可能にする制御及び調節手段、そして場合によって様々な警告灯を含む。
ガラス−セラミックなどで作られるこれらのホットプレートは、特に従来の電気プレートに比べてモダンな外観と、ガラス−セラミック・プレートの表面が平坦又は実質的に平坦であるため洗浄が容易であるという利点によって大きな成功を収め、非常に広く用いられている。
「実質的に平坦」とは、ガラス−セラミック・プレートは平坦であるが、場所によっては特にキャビティ若しくは中空領域、浮き出した若しくは高くなった区域、又は波形からなる変形を有することもあるということを意味すると解される。これらの変形は、溶融炉を出る平坦なプレートを変形すること、セラミック化の前に再加工すること、例えば、折り畳み若しくは曲げ、又はセラミック化の際の(自然の若しくは促された)たるみなどによって一般に得られる。
特に仏国特許出願公開第2773873号明細書に記載されているタイプのプレートを挙げることができる。このプレートは、その下に加熱エレメントが配置される少なくとも1つのキャビティを有し、さらに凹みの上部周縁をプレートの面に対して高くすることも可能である。また、欧州特許出願公開第0930806号明細書によるプレートを挙げることもできる。このプレートは、中空部分と高くなった部分を有し、目の見えないユーザーが感触によってプレートの特定の領域及び/又は機能の位置を知ることが可能となっている。あるいは、国際公開第01/38796号パンフレットによるプレートは、ガスバーナーの燃焼チャンバーの上部を構成する変形部分を有し、この変形部分には炎を出して空気を取り込むための溝が設けられている。
加熱エレメントの出力を変更できるようにする制御及び調節手段を作るため、プレートに作られた孔を通るスピンドルに取り付けられていた従来のノブは、現在では一般に指で触れることで作動する電子感知式のキー又は容量性のキーで置き換えられている。加熱又は温度維持手段のための制御及び調節手段は、特には1対以上のキーからなり、その一方はこのキーにユーザーの指が触れるたびに関連するレンジに供給される電力を増やしてゆく役目をし、もう一方はこの同じレンジの電力を段階的に減少させる役目をする。個々の火力レベルに対応して多数のキーを設けることもできる。
加えて、ガラス−セラミック・プレートは、スタッドを備えた下面を一般に有し、特にはプレートの機械的強度を改善し、ケーシング内の視界を制限して必要に応じて使用時にユーザーが眩しくないようにしている。上面は、好ましくは滑らかなままであり、必要な場合に調理器具との良好な接触を与え、最良の条件下で熱を伝達し、洗浄しやすく、美観が損なわれないようにしている。
ガラス−セラミック・プレートの製造は一般に以下の工程を含む。
溶融圧延工程、即ち、溶融炉において、ガラス−セラミックを形成するよう選択された組成のガラスが溶融され、次いで溶融したガラスが2つの圧延ローラーの間に溶融ガラスを通すことによって標準的なストリップ又はシートに圧延される。一般に、上方のローラーはプレートに関して滑らかな上面を得るために表面が滑らかであり、下方のローラーはネガティブに刻まれており、高くなった部分又はスタッド、例えば、半球形又は半楕円形の高くなった部分又はスタッドの網状構造を備えたプレートの下面が得られるようになっている。
ガラス・ストリップを所望の寸法に切断する工程、一般に2つのプレートが同じストリップから切り取られる。
セラミック化工程、即ち、切断したプレートを(必要であれば装飾的及び/又は機能的領域を予め被覆して)、膨張係数がゼロ又は実質的にゼロであり、700℃にまで達することのある熱衝撃に耐性のある「ガラス−セラミック」と呼ばれる多結晶材料にガラスを変換するよう選択された熱プロファイルに従って焼成し、同時に必要であればコーティングの全部又は一部(例えば、エナメル)を焼成してそれを基材に付着できるようにする。
必要な場合には、1つ又は複数の層及び/又は機能的領域及び/又は装飾的領域を、コーティングのタイプに応じてセラミック化の前及び/又は後にコーティングする工程。
ガラス−セラミック・プレートが成形された領域(高くなった領域又は中空領域)を含む場合、その製造方法は、所望の幾何学的形状を有する支持体又は成形若しくはプレス表面を用いてつぶしたり、成形したり、プレスしたりする作業を含み、それは通常の方法のどの時点でも行うことができる。但し、プレートを形成する材料は、塑性変形を可能にするよう十分に高い温度でなければならない。
最近では、下面にスタッドがないガラス−セラミック・プレートも提案されており、これは従来の製品の範囲を広げることを可能にする。これらのプレートは、有利にはその下面上の(例えば、効果顔料で得られる)ペイント・コーティング又は反射層を通してより機能的な外観を有し、これによって美的に対照的な領域(つや消し/光沢のコントラスト、斑点又はドット効果など)を作り出すことができる。このようなプレートは、特に2005年12月5日に出願された仏国特許出願第05/53709号の主題である。
本出願人は、研究を行う過程で、上記の特許出願によって追求されるこのようなより機能的でかつ美的な外観が、ガラス−セラミック・プレート上に種々の層を適用するよりも簡単に得られることを見出した。
実際、プレートの製造の際、そのベース(又は基準)表面の仕上げがガラス自体への作用(本体内部又はバルクにおける作用)によって補助的な操作なしに変更できるガラス−セラミック・プレートの製造が可能であることが示された。このような変更は、圧延ローラーの一方又は両方に設けられた差別化された表面仕上げ(有利には先に記載したようなわずかな差別化)を、これらのローラーを出るガラス・ストリップの表面に転写することによって得られる。
先の課題に対する解決策を求める一方で、本出願人は、追加の高価な又は複雑な操作なしで、ガラス−セラミックの表面を損傷するか又は微小破壊を形成する危険(特にはガラス−セラミックにおいて、ガラス−セラミックを製造した後に続いて行われる処理によって生じ得る危険)なしに、それゆえこれを脆くすることなく、即ち、その機械的性質と洗浄の容易さを維持し、さらに脂肪の付着を生じ、指紋を残すことになる多孔性を形成することもなく、つや消し−光沢又は梨地−光沢タイプのコントラストをより容易に得ることを可能にする新規の方法を開発した。
圧延ローラーの表面又は表面の一部によってセラミック・プレート上にこのようにホットプリントされた1つ又は複数の領域は、圧延加工の後、次いでセラミック化の間に変化を受け、凹凸であるが多孔質でない非常に特殊な外観を生み出し、それは触れても認識できないか又は実質的に認識できないが、コントラストのある外観を実現し、装飾を形成するか又は情報を与えることを可能にし、洗浄の容易さとプレートの熱の良好な分布を損なうことがない。
本発明によって得られるガラス−セラミック・プレート上の凹凸は、任意の公知のマーキング手段、即ち、エナメル、ペイント、反射層など、並びにスタッドの存在と組み合わせることができることは明らかであり、したがって、要求される機械的性質を維持しつつ、消費者にとって魅力的な非常に多くの効果を提供することができる。
本発明は、上記のすべてのタイプのプレートに関し、当該プレートは、全体として平坦であるか又は大部分が平坦である限り、必要に応じて穿孔及び/又は場合により高くなった部分及び/又は中空部を有することができる。
それゆえ、本発明の主題は、(ほぼ平坦又は実質的に平坦な)ガラス−セラミック・プレート、例えば、料理用レンジに備え付けられるよう設計されたガラス−セラミック・プレートであって、その少なくとも一方の面上に、少なくとも1つの差別化された表面仕上げを含み、該差別化された表面仕上げが(裸の)ガラス−セラミック(プレート)自体の本体(又はバルク)に形成されたことを特徴とする、ガラス−セラミック・プレートである。
差別化された表面仕上げとは、プレートがガラス−セラミック・プレートの通常の滑らかな外観と対照をなす外観を備えた少なくとも1つの領域を有することを意味すると解され、ガラス−セラミックの基本的な滑らかな表面に対してこの差別化された表面仕上げは、例えば、梨地効果、つや消し効果又はフィルグリー(filigree)効果などをもたらすことができる。プレートの一方の面上に形成される差別化された表面仕上げは、一方の面の全部又は実質的に全部を覆うことができる。好ましくは、差別化された表面仕上げは、一方の面の1つ又は複数の領域を覆って、例えば、装飾、特にはパターン及び/又は情報(ロゴ、商標、シンボルなど)を有する装飾を形成すること、及び/又は機能要素などの場所をマーキングすることもできる。差別化された表面仕上げはまた、停止時に下にあるエレメントを覆うのに寄与するか、又は加熱エレメントの検出及びそれが稼働中である場合の任意の表示を可能にするのに寄与するものであることもできる。
滑らかな表面に対する差別化された表面仕上げはまた、ある程度滑らか又は均一であることもできるが(特に、適切な場合には、プレート表面の滑らかな残りの部分に関して触れても検知できない)、一方で、(有利には少なくとも視覚的に検知可能な)差別化された外観を与える。特に、差別化された表面仕上げは、好ましくは、滑らかな領域よりも拡散性である領域を構成する鋭い角のない微小粗さから生じることができ、これらの領域は触れても感知できないが、微視的な微小粗さの変化を有するという事実のためにプレートのある特定の傾斜角で視覚的に感知できる。
一般に、本発明よるプレートは、少なくとも一方の面(一般にその上面)において、(従来の滑らかな表面仕上げを有する)少なくとも1つの滑らかな背景領域と、表示器領域及び/又は装飾領域を形成する本発明による(前記滑らかな表面に対して)差別化された表面仕上げの少なくとも1つの領域とを有するか、又は逆に、滑らかな情報及び/又は装飾領域に対して差別化された背景領域を有する。
本発明の有利な実施態様によれば、差別化された表面仕上げは、滑らかな表面(又は通常の滑らかな表面)に対して、高さ(又はレベル)の差が1mm未満、好ましくは500μm未満、特に好ましくは5μm未満(例えば、1〜5μm程度)であり、特には加熱の均一性を乱さず、調理器具に対する引っかかり(stops)を形成せず、ごみ等がたまることを防ぐようにしている。
好ましくは、差別化された表面仕上げの平均粗さRaは、滑らかな表面の平均粗さRaの少なくとも1.5倍、最大でも5倍に等しくなるよう選択される(平均粗さRaは、特には規格ISO/DIN 4287/1に従って、測定トラック又は評価長さ内の平均線のフィルタされた粗さプロファイルの偏差の算術平均として規定される)。
以下に記載するように、差別化された表面仕上げ(又は場合によりこの特定の粗さ)は、有利にはプレートが製造されるときに、ネガとして彫り込まれた所望の表面仕上げを有する部材をプレートの表面に適用することにより熱い状態で得られ、特には、ローラーからプレートの対応する表面上への転写により表面仕上げを形成するため、元々の滑らかな表面がネガとして彫り込まれ差別化された表面仕上げを有するように変更された2つの圧延ローラーの間で溶融ガラスを高温圧延する際に得られる。
好ましくは、差別化された表面仕上げは触れても感知できないよう選択されるか、及び/又は差別化された表面仕上げは汚れに対してセンシティブでないか及び/又は指紋を残さないようなものである。
先に示したとおり、本発明よるガラス−セラミック・プレートは、場合によりその下面にスタッドを有することができる。また、それは少なくともその一方の面の一部に、ペイント、エナメル及び/又は反射層等の少なくとも1つのコーティングを有することができる。
本発明はまた、上で規定されるガラス−セラミック・プレートを製造する方法(又はプロセス)であって、溶融ガラスの(ストリップ又はシートとしての)圧延が該溶融ガラスを圧延ローラーの間に通すことによって実施され、該圧延ローラーの少なくとも一方が、(対応するガラス−セラミック・プレートの面のための)ネガとして彫り込まれた所望の差別化された表面仕上げを有するよう変更され、該差別化された表面仕上げがシート又はストリップの形態の材料上に転写することで得られるようにされる方法に関する。
この特定の圧延は、ガラス−セラミック・プレートを製造する通常の方法に、他の処理工程を変更するか又は妨げることなく組み込むことができる。参考までに、圧延は、特には以下の工程に含められる。即ち、ガラス−セラミックを形成するよう選択された適切な組成のガラスが炉で溶融され、次いで溶融ガラスが標準的なストリップ又はシートに圧延され、このガラス・ストリップが所望の寸法に切断される。次いで、得られたプレートが公知の方法でセラミック化される。このセラミック化は、一般にガラスの転移ドメインの近くにある核生成ドメインまで温度を徐々に上げる工程と、核生成区間を数分間で通過して、セラミック化の平坦域の温度まで温度を新たに徐々に上げ、セラミック化の平坦域の温度を数分間維持し、次いで周囲温度まで急速に冷却する工程とを一般に含む。
次いで、プロセスは別の切断操作を一般に含み、場合により成形操作(研削、面取り等)が後に続く。本方法はまた、(例えば、スクリーン印刷、吹き付け等による)装飾操作を一般に含み、これらの操作は、場合によりセラミック化の前及び/又は後に行うことができる。
本発明はまた、上で規定されるガラス−セラミック・プレートを製造するための、(それらの間に圧延されるべき溶融ガラスが通される)少なくとも上方ローラーと下方ローラーからな圧延デバイス(又はユニット)を含む装置(又はデバイス)であって、少なくとも一方のローラーが(対応するガラス−セラミック・プレートの面のための)ネガとして彫り込まれた所望の差別化された表面仕上げを有するよう変更されたことを特徴とする装置(又はデバイス)に関する。
ローラーの表面仕上げの変更は、特にはグリット・ブラスト仕上げ(又はサンド・ブラスト仕上げ又は梨地仕上げ)により、特には、例えば、10〜500μm程度(例えば、平均で150μm)の粒子サイズを有するコランダム型のアルミナ粒子及び/又はガラス・ビーズを用いて実施され、所望の表面仕上げは、特にはグリット・ブラスト用材料の性質及び粒子サイズ、グリット・ブラスト仕上げの際のローラーの回転速度及びグリット・ブラスト仕上げの期間によって決定される。差別化された表面仕上げがローラーの一部にのみ形成される場合、これらの部分は、例えば、ローラーを囲むステンシル・シートに作られた切り抜きによって境界が画定される。
本発明はまた、上で規定される装置に備え付けられるよう設計された圧延ローラーを製造する方法であって、滑らかな表面を有する円筒状の(一般に金属の)ローラーが用いられ、このローラーが、グリット・ブラスト仕上げが実施される箇所に対応する切り抜きを有する(一般に自己接着性の)少なくとも1つのステンシル・シートで覆われ(又は囲まれ)(ステンシル・シートはまた、場合によりグリット・ブラスト仕上げの前に除去される少なくとも1つの外側の保護紙で被覆することができるか、及び/又は切り抜きのある場所でグリット・ブラスト仕上げの際に破れる、ローラーを覆う第1の支持体紙上に配置することができるか、及び/又はローラーはその全面にわたってステンシル・シートなしで直接処理することができる)、該ローラーが(例えば、毎分50〜200回転の速度で)その軸の周りを回転し、同時にグリット・ブラスト用材料が該ローラーの母線に沿って(例えば、特には2〜5bar程度の圧力で圧縮空気が供給されるノズルを用いて)噴射されることを特徴とする方法に関する。グリット・ブラスト用材料を噴射する装置は、1〜100分程度(例えば、20分程度)の時間にわたってローラーの全長にわたる走行又は前後の移動を実施するために、特には0.01〜1m/分程度、好ましくは0.05〜0.5m/分程度の速度で平行移動できることが好ましい。
グリット・ブラスト仕上げの後、コーティング(ステンシル・シート及び場合により内側シートなどの他のシートの断片)が除去され、ローラーが(例えば、アルコールで)洗浄される。
本発明はまた、料理用レンジ(又は調理装置又は調理器具)であって、特には放射エレメント、ハロゲン・エレメント、誘導エレメント、ガスバーナー又は混合タイプのエレメントを有するタイプの料理用レンジであって、上で規定されるガラス−セラミック・プレートを備えた料理用レンジに関する。
本発明の目的をより良く説明するため、次に、添付図面を参照して特定の実施態様を説明する。
図1は、その周りに以下のシート(意図的に拡大された図において示される)、即ち、
グリット・ブラスト仕上げに耐えることができない非常に薄い内側シート2(保護又は取り付けのためのものであり、このシートはステンシル・シートをガラス上に直接適用するために取り除くことができる)、
紙、プラスチック又はゴムから作られ、グリット・ブラスト仕上げに耐えることができかつ切り抜き4を有する自己接着性のステンシル・シート3、及び
グリット・ブラストの前に取り除かれる可剥性の外側保護シート5
がグリット・ブラスト仕上げのために連続的に配置された滑らかな表面を有する圧延ローラー1の部分図を示す。
ローラー1は、例えば、長さが1〜2m、直径が10〜50cmの円筒状の金属ローラーである。シート2、3及び5がその長さ全体にわたって巻かれている。
グリット・ブラスト仕上げを実施するために、特には粒子サイズが150μm程度のコランダムからなるグリットが、シート3(場合によりシート2)を備えたローラー1上に噴射される。圧縮空気が供給されるノズルを通って出るグリット・ジェットの圧力は4bar程度であり、ローラー1はほぼ毎分120回転で回転し、ノズルはローラーに沿って前後に0.05〜0.5m/分の速度で移動する(例えば、20分ごとに1回のパス、各前後の移動が1回のパスを構成する)。約4〜15回のパスで、梨地と呼ばれる表面仕上げが切り抜き4に面して位置するローラー1の部分に形成される。
グリット・ブラスト仕上げの際、非常に薄いシート2は切り抜き4に対応する箇所で破れる。
グリット・ブラスト仕上げが終わると、シート3とシート2の断片が除去され、ローラー1がアルコールで洗浄される。
示される例では、切り抜き4(図1及び3)は互い違いの列に配置されたパターンからなり、それぞれ図案化された文字「K」の鏡像を有し、それによって滑らかな背景6と「K」の梨地領域7を有する図4で示されるガラス−セラミック・プレートの外観が得られる。
図2は別のステンシルを示しており、これは図4とは逆の外観、即ち、梨地仕上げの背景と滑らかな「K」領域を有するガラス−セラミック・プレートをもたらす。
それゆえ、例えば、欧州特許第0437228号明細書に記載される組成を有するガラスから上面に「K」パターンを有する透明なガラス−セラミック・プレートが得られる。上方の圧延ローラーは図1のものであり、下方の圧延ローラーは従来のローラーである。
ガラス・プレートは、例えば、以下の工程、即ち、
一般にガラスの転移ドメインの領域にある核生成ドメインまで50〜80℃/分の速度で温度を上げる工程、
核生成の範囲(670〜800℃)を約20分で通過し、温度を数分間保持する工程、
900〜960℃程度のセラミック化平坦域の温度Tまで15〜30分間にわたって温度を上げる工程、
セラミック化平坦域の温度Tを10〜25分程度の時間tにわたって維持する工程、
急速に周囲温度まで冷却する工程
を含むセラミック化サイクルによってセラミック・グリッド上でセラミック化される。
上記の特別な実施態様は、例示として与えられたものであって限定的なものではなく、本発明の範囲から逸脱することなしに変更及び変形が可能であると解されるべきである。
本発明よるプレートは、特には調理器具又は料理用レンジのための新しい範囲のホットプレートを製造するのに有利に利用することができる。
その周囲にグリット・ブラスト仕上げによってその表面の一部を変更するためにステンシル・デバイスが適用された上方の圧延ローラーの部分断面図である。 ステンシル・デバイスが変形態様に従って作られた図1と同様の図である。 図1のローラーの周りに適用されたステンシル・シートの部分図である。 差別化された表面仕上げの領域を有するホットプレートの上面を示す、図3に対応する部分図である。

Claims (11)

  1. ガラス−セラミック・プレート、例えば、料理用レンジに備え付けられるか又は料理用レンジとして作用するよう設計されたガラス−セラミック・プレートであって、その少なくとも一方の面上に、少なくとも1つの差別化された表面仕上げを含み、該差別化された表面仕上げが裸のガラス−セラミックの本体に形成されたことを特徴とする、ガラス−セラミック・プレート。
  2. 前記差別化された表面仕上げが鋭い角のない微小粗さから生じることを特徴とする、請求項1に記載のガラス−セラミック・プレート。
  3. 前記差別化された表面仕上げが、滑らかな表面に対して、1mm未満、好ましくは500μm未満、特に好ましくは5μm未満の高さにおける差を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のガラス−セラミック・プレート。
  4. 前記差別化された表面仕上げの平均粗さRaが、滑らかな表面の平均粗さRaの少なくとも1.5倍でかつ最大でも5倍に等しくなるよう選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレート。
  5. 前記差別化された表面仕上げが、プレートが製造されるときに、ネガとして彫り込まれた所望の表面仕上げを有する部材をプレートの表面に適用することにより熱い状態で得られ、特には、ローラーからプレートの対応する表面上への転写により表面仕上げを形成するため、元々の滑らかな表面がネガとして彫り込まれ差別化された表面仕上げを有するように変更された2つの圧延ローラーの間で溶融ガラスを高温圧延する際に得られることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレート。
  6. 前記差別化された表面仕上げは触れても感知できないことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレート。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレートを製造する方法であって、溶融ガラスの圧延が該溶融ガラスを圧延ローラーの間に通すことによって実施され、該圧延ローラーの少なくとも一方が、ネガとして彫り込まれた所望の差別化された表面仕上げを有するよう変更され、該差別化された表面仕上げがシート又はストリップの形態の材料上に転写することで得られるようにされる、方法。
  8. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレートを製造するための、少なくとも上方ローラーと下方ローラーからな圧延デバイスを含む装置であって、少なくとも一方のローラーがネガとして彫り込まれた所望の差別化された表面仕上げを有するよう変更されたことを特徴とする、装置。
  9. ローラーの表面仕上げの変更が、グリット・ブラスト仕上げ又はサンド・ブラスト仕上げ又は梨地仕上げにより、特には、例えば、10〜500μm程度の粒子サイズを有するコランダム型のアルミナ粒子及び/又はガラス・ビーズを用いて実施されることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
  10. 請求項8又は9に記載の装置に適合するよう設計された圧延ローラーを製造する方法であって、滑らかな表面を有する円筒状のローラーが用いられ、このローラーが場合によりグリット・ブラスト仕上げが実施される箇所に対応する切り抜きを有する少なくとも1つのステンシル・シートで覆われ、該ローラーがその軸の周りを回転し、同時にグリット・ブラスト用材料が該ローラーの母線に沿って噴射されることを特徴とする、方法。
  11. 料理用レンジであって、特には放射エレメント、ハロゲン・エレメント、誘導エレメント、ガスバーナー又は混合タイプのエレメントを有するタイプの料理用レンジであって、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラス−セラミック・プレートを備えた料理用レンジ。
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