JP2011520498A - コーティングされた金属板を有するデバイス及び斯様なデバイスを製造する方法 - Google Patents

Abstract

デバイスは、金属板４と前記金属板４を支持するための支持要素２とを有し、前記金属板４の部分５が、前記支持要素２を包み込み、前記板４は、２５〜６０マイクロメータの範囲内の厚さをもつゾルゲルコーティングでコーティングされる。当該デバイスの製造プロセスにおいて、前記金属板４は、前記金属板４の少なくとも部分５を機械的変形のプロセスにさらすことにより前記支持要素２に取り付けられ、前記ゾルゲルコーティングは、この板４を前記支持要素２に取り付ける前に塗布される。試験は、コーティング中にクラックの形成を伴うことなく、比較的厚いコーティングと前記コーティングが塗布された前記金属板４の少なくとも部分５の機械的変形との双方をもつことが可能であることを証明した。

Description

本発明は、ゾルゲルコーティングでコーティングされた金属板と前記金属板を支持するための要素とを有するデバイス、及び、斯様なデバイスを製造する方法に関する。

ゾルゲルコーティングやセラミックコーティングのような非可塑性コーティングが、アイロン等の家庭用器具やヘアローラ等のパーソナルケア器具を含む様々なデバイスで広く用いられている。アイロンの分野において、機能特性を与えるためにアイロンの底板上にコーティングが塗布される。例えば、アイロンの滑走性能（glidability）は底板上のコーティングにより向上され得る。更に、コーティングは、装飾目的のために塗布される。底板の共通の材料は、良好な熱伝導特性に起因して、アルミニウム及びアルミニウム合金を含む。また、見栄えのよい外観に起因して、ステンレス鋼が適切に用いられてもよい。この理由のため、ステンレス鋼の底板は大部分がコーティングされない。しかしながら、斯様な底板は、傷つきやすく、特にポリエステル織物上での滑走性が乏しい。

現在、アイロンの底板の様々な態様が存在している。一の既知の態様において、底板は、ダイカストアルミニウムのブロックだけをもつ。他の既知の態様において、アルミニウムブロックに加えて、アルミニウムブロックに取り付けられた薄型金属板が設けられる。以下で説明されるような、アイロン板と呼ばれる金属板をアルミニウムブロックに取り付ける様々な手法が存在する。

第１の状況おいて、リベット及び／又はペーストによりアルミニウムブロックに取り付けられるアルミニウムアイロン板をもつことが一般的である。取り付けプロセスの間、アイロン板は、平坦なままであり、如何なる機械的な変形も起こらない。第２の状況において、アイロン板は、ステンレス鋼板である。この場合において、アイロン板は、湾曲エッジをもつことが好ましく、これは、湾曲エッジを底板の周りに機械的にプレスして圧延することにより、アイロン板をアルミニウムブロックに取り付けるために用いられる。換言すれば、ステンレス鋼アイロン板は、アルミニウムブロックに包み込まれる。

先に記載されたように、ステンレス鋼が適用されるときには、通常コーティングがない。それにも関らず、コーティングをもつ態様が従来において知られている。例えば、国際公開第９８／１３５４４号は、ステンレス鋼板が底板に固定されている、アルミニウムブロックからなる底板をもつアイロンを開示している。この点において、薄型のステンレス鋼板のアルミニウムブロックへの取り付けが効果的になり得る最適な方法として、ビーズ細工（beading）、接着（bluing together）、及び、ネジ、リベット等の機械的固定手段の付与が述べられている。既知のアイロンの製造プロセスは、一方面に減摩（anti-friction）層をもつ薄型ステンレス鋼板を設けるステップと、非コーティング面をもつ薄型ステンレス鋼板をアルミニウムブロックに固定するステップとを含む。

述べられた減摩層に関して、国際公開第９８／１３５４４号は、ゾルゲルプロセスが前記層を付与するために用いられ得ることを開示している。更に、国際公開第９８／１３５４４号は、前記層が、１０〜２５マイクロメータの範囲の厚さで作られ、この厚さが実際には２０マイクロメータよりも小さいことを開示している。ここに記載されているように、層内の不所望なクラック形成がより厚い層で生じ得る。

国際公開第０２／０６６７２８号は、コーティングされたアイロン板をもち、ゾルゲルコーティングがより大きな厚さ、即ち３５〜９０マイクロメータの範囲の厚さをもつアイロンを開示している。このアイロンにおいて、底板は、国際公開第９８／１３５４４号から知られたものに応じたアルミニウムを有する。更に、ゾルゲルコーティングの底板への接着を向上させるためにアルミニウム酸化物の多孔質層が設けられ、従って、ゾルゲルコーティングの剥離の危険がなくなる。特に、ゾルゲルコーティングがアルミニウム酸化物の多孔質層に渡って塗布されるときには、コーティングは、アルミニウム酸化物の孔に侵入し、これにより、ある種の相互浸透ネットワークを作り出す。

米国特許第６，８９５，７００号明細書は、コーティングが塗布される表面が硬化され、アイロン板のアプリケーションが省略される、ゾルゲルコーティングを直接備えた底板を開示している。層の厚さは１０マイクロメータ未満に維持される。米国特許第６，８９５，７００号明細書は、これを行うことにより、コーティングに付与された衝撃は、底板の硬化された金属に伝達され、これは、かなりの度合いの衝撃に安全に耐えることができ、従って、コーティングの破壊又は変形が阻止される。

米国特許第２００３／０７４８１４号明細書は、ゾルゲルプロセスにより設けられたコーティングを備えたアルミニウム底板を有するアイロンを開示している。特に、ゾルゲルコーティングは、３５〜９０マイクロメータの厚さをもつ。

独国特許発明第４４１１７９０号明細書は、シリコン含有アルミニウム鋳物からなるブロックに取り付けられたアルミニウム底板を有するアイロンを開示している。取り付けは、耐熱性接着剤により実現される。更に、機械的な態様で、即ち底板の部分でありアイロンの製造プロセスの間にブロックの周りに湾曲される板状の蓋により、取り付けが追加的に実現されることが可能である。

欧州特許第０２０６１２１号明細書は、コーティングの十分な固定を確実にするために、サンドブラストのようなプロセスが、家庭用器具をコーティングするためのプロセスの前に実行されることを開示している。

欧州特許第０６４０７１４号明細書は、ゾルゲルプロセスにより設けられた無機高分子の減摩層を備えた金属底板を有するアイロンを開示している。

本発明の目的は、一方では、金属板上に比較的薄いゾルゲルコーティングを有し、他方では、コーティングされた金属板の少なくとも一部分の機械的変形のプロセスに基づいて排他的に金属板の支持要素への取り付けを有する手法を提供することにある。

本発明によれば、金属板と前記金属板を支持するための支持要素とを有するデバイスであって、前記金属板の部分は、前記支持要素の周りを包み込み、前記金属板は、ゾルゲルコーティングでコーティングされ、コーティングの厚さが２５〜６０マイクロメータの範囲内にある、デバイスが提供される。従来の説明から述べられるように、応力は、金属板上で生じ、製造プロセスの直後に現れ、板の湾曲部分から他のエリアに伝播するコーティングにおいてクラック（極小のクラック及び／又は巨視的なクラック）をもたらすことが考えられていたという理由で、斯様なデバイスは実現できないと考えられていた。しかしながら、本発明との関連において実行され、アイロンで使用するコーティングされたステンレス鋼アイロン板及びアルミニウム底板のアセンブリの製造プロセスに関連した試験は、クラックの予期された変形が現れず、クラックのない最終製品が得られることを証明した。この驚くべき結果は、比較的大きな厚さをもつゾルゲルコーティングの塗布及び部分的な機械的変形に基づく金属板の取り付けの利点が如何なる新たな問題を取り込むことなく組み合わせられるので、重要な成果を構成する。本発明が適用されるときには、アルミニウム板が高価な電気化学的処理を被るプロセスのような、比較的高いコストを含む、アイロンに用いられるべき部品の様々な製造プロセスを省略することが可能である。

好ましくは、コーティングの厚さは、５０マイクロメータよりも低い。それ故、コーティングの厚さの好ましい範囲は、２５〜５０マイクロメータの範囲である。

実現可能な実施形態において、本発明のデバイスは、アイロンの少なくとも一部を構成し、このアイロンにおいて、コーティングされた前記金属板は、アイロンプロセスにさらされるべきオブジェクトに接触し、これらのオブジェクトに熱を伝達させるために用いられるよう意図される。一般に、斯様な場合において、支持要素は、アイロンの底板で構成され、これは、前で既に述べられたような、ダイカストアルミニウムで製造され得る。アイロンは、スチームアイロン及びシステムアイロンを含む任意の既知のタイプのものであり得る。

本発明のデバイスの動作の間に、コーティングされた金属板を高い温度にさらすことが望まれる場合においては、金属板と支持要素との間に熱伝導材料が存在することが有利である。

本発明の範囲内において、金属板の金属タイプは、アルミニウム又はステンレス鋼のような任意の適切なタイプであり得る。しかしながら、ステンレス鋼のアプリケーションが好ましい。この理由は、実際には、コーティングが塗布される前にアルミニウムがサンドブラストのプロセスにさらされ、サンドブラスト粒子がアルミニウム上に残留すると考えられることにある。残余粒子が存在する場合には、コーティングの外観は影響を受け、高レベルの不良をもたらす。ゾルゲルコーティングプロセスからの不良は、コーティングが他のサンドブラストプロセスにおいて除去されアルミニウムが焼鈍され手動でクリーニングされる間に再加工プロセスにさらされるが、これは高コストをもたらす。

コーティングの担体としてステンレス鋼を用いることにより、高いレベルの不良という前述された問題は解決され得る。実際には、ステンレス鋼板は、コーティングが塗布される前にサンドブラストプロセスにさらされる。しかしながら、ステンレス鋼がアルミニウムよりも硬い材料であるという事実により、より低い粗さの担体が残余粒子の低い取り込みを実現し、きれいな担体及びゾルゲルプロセスの低いレベルの不良をもたらす。従って、コストは節約され得る。更に、ステンレス鋼板の不良品は、新たなステンレス鋼板を形成するために簡単に、即ちプレートを融解させることにより、リサイクルされ、これにより、再加工コストを最小限にする。

完全を期すために、ゾルゲルコーティング及びこれらのコーティングを塗布する方法が従来においてよく知られており、それ故、ここでは更なる説明を行わないことに留意されたい。

また、本発明は、前に述べられたデバイスを製造する方法であって、金属板と前記金属板を支持するための支持要素とが設けられ、前記金属板は、前記金属板の少なくとも部分を機械的変形のプロセスにさらすことにより前記支持要素に取り付けられ、前記金属板を前記支持要素に取り付ける前に、２５〜６０マイクロメータの範囲内、好ましくは２５〜５０マイクロメータの範囲内の厚さの前記金属板にゾルゲルコーティングが塗布される、方法に関する。

一般に、機械的変形のプロセスは、プレス及び／又は圧延プロセスのようなラッピングプロセス（wrapping process）であり得る。有利には、金属板は、支持要素を包み込む湾曲エッジを備える。湾曲エッジをもつ利点は、ラッピングプロセスが促進されることである。

本発明の方法を実行する実際の手法において、ゾルゲルコーティングを金属板に塗布する前に、金属板が、サンドブラスト又は焼鈍のような少なくとも１つの前処理にさらされてもよい。サンドブラストの有利な効果は粗い表面が得られることであり、従って、コーティングの接着性が強化され得る。焼鈍プロセスを実行することにより、サンドブラスト及びシート形成から発生した応力が軽減され得る。

本発明の範囲内において、ゾルゲルコーティングを塗布するプロセスは、任意の適切な手法で、例えばスプレーコーティングプロセスを実行することにより、行うことができる。

本発明の前述された及び他の態様は、アイロンで用いられることが意図される、本発明のアイロン板及び底板のアセンブリの製造プロセスの以下の記述から明らかになり、この記述を参照して説明されるだろう。

本発明は、図面を参照してより詳細に説明されるだろう。図面において、同一又は類似の部分は同一の参照符号で示される。

底板の斜視図を示す。 図１に示された底板に取り付けられるべきアイロン板の斜視図を示す。 図１に示された底板のアセンブリ及び図２に示されたアイロン板を示す。

本発明は、アイロン（図示省略）に適用されるのに適した、底板２及びアイロン板３のアセンブリ１を製造するという状況について述べるだろう。しかしながら、これは、本発明が他のアセンブリ及び器具に適用できないことを意味するものではない。

底板２の一例が図１に示され、アイロン板３の一例が図２に示されている。実際の実施形態において、底板２は、様々な種類の機能構造を有するダイカストアルミニウムのブロックとして形成される。例えば、底板２は、アイロンの加熱要素を受ける空間と、スチームを生成するためのチャンバとして用いられ得る空間と、それ自体知られた態様でこの空間に水を供給するためのシステムとを有し得る。アイロン板３は、例えばステンレス鋼板であり得る金属板４を有する。更に、示された例において、アイロン板３は、アイロン掛けされるべきオブジェクトに対してスチームを出すための穴を備えている。任意の場合において、アイロン板３は、斯様なオブジェクトに接触し、このオブジェクトに熱を伝達することが意図される。

本発明において行われた試験において、アイロン板３は、ステンレス鋼板４を設けるステップと、板４の一方面をサンドブラストのような適切な前処理にさらすことにより、ゾルゲルコーティングすることによりカバーされるべき板４の一方面を下処理するステップと、コーティングを実際に塗布するためにゾルゲルプロセスを実行するステップとを実行することにより製造された。特に、ステンレス鋼板４は、サンドブラスト及び焼鈍プロセスにさらされ、その後に、ゾルゲルシステムが予め処理されたステンレス鋼板４上にスプレーコーティングされて硬化された。コーティングプロセスは、２５〜６０マイクロメータの範囲のコーティングの層厚さを取得することを目的とした。

アイロン板３の大量生産の場合において、これは、アイロン板３の製造プロセスが終了した時点で、そのコーティングが要件に適合するかどうかを調べるために確認が実行される場合に有利である。これがその場合に当てはまるように見える場合には、アイロン板３は、底板２に取り付けられることができる。これがその場合に当てはまらない場合には、アイロン板３は再融解され、従って新たなプレートが形成され得る。

好ましくは、アイロン板３の部分である金属板４のエッジ５は、図２に示されるように湾曲されている。この手法において、金属板４のエッジ５で底板２の周りを包み込むことを含む、底板２へのアイロン板３の意図された取り付けが促進されることが達成される。示された例において、エッジ５は、金属板４の全体外周に沿って湾曲される。更に、アイロン板３は実質的に平坦な外観をもち、同じことが、アイロン板３によりカバーさるべき底板２の一方面に対して適用され得る。

試験の間において、底板２及びアイロン板３のアセンブリ１を作る目的のために、熱伝導性シリコンペーストが、アイロン板３によりカバーされるべき底板２の面に塗布され、アイロン板３が底板２上の所定の位置に置かれた。次に、アイロン板３の機械的プレス及び圧延が実行され、アイロン板３のステンレス鋼板４のエッジ５が底板２の周りに圧延されるので、アイロン板３が底板２の周りを包み込んだ。

述べられた全てのプロセスが完了したときに、底板２及びアイロン３の最終的なアセンブリ１は、クラック及び欠陥について検査された。目視による欠陥又はクラックは、アイロン板３のコーティング中に発見されなかった。極小のクラックの検査は、アイロン板３を染色してクラックラインを視覚化させることにより行われた。クラックは裸眼では観察されなかった。アイロン板３が顕微鏡により検査された場合にも、クラックは発見されなかった。

試験は、アイロン板３で底板２の周りを包み込むことによりステンレス鋼板４及び２５〜６０マイクロメータの範囲内の厚さのゾルゲルコーティングを有する底板２及びアイロン板３のアセンブリ１を製造することが可能である一方で、コーティング中のクラックの形成を回避することを示した。特に、これは、２５〜５０マイクロメータの範囲内の厚さを実現することを十分に可能にするように見える。アイロンの分野で共通に用いられるゾルゲルコーティングは、壊れやすくガラスのような性質をもつので、これは、共通の一般的な見識に基づいて簡単には予期され得ない結果である。また、関連分野の見識は、これを明らかにするよりはむしろ本発明から離れた方向に向かうだろう。

金属板４がステンレス鋼板である場合において、コーティングの良好な接着が得られ、比較的硬いステンレス鋼が粒子による汚れにあまり影響を受けないので、不良のレベルは比較的低い。

本発明の範囲が前述された例に限定されるものではなく、これらの幾つかの修正及び変更が、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが、当業者により明らかになるだろう。本発明が図面及び説明において詳細に示され説明された一方で、斯様な図示及び説明は、例示及び単なる例であり、限定するものではないと見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態のバリエーションは、図面、説明及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解され実行され得る。特許請求の範囲において、"有する"という用語は、他のステップ又は要素を除外するものではなく、単数表記は、複数を除外するものではない。或る手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの組み合わせが有利に用いられ得ないことを示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。

本発明のデバイスは、金属プレートに塗布されたゾルゲルコーティングをもつ金属プレートを有する任意のタイプのデバイスであり得ることに留意されたい。本発明のデバイスの実現可能な例は、アイロン、グリル、炊飯器又はポット及び鍋（ｐａｎ）のような家庭用器具、及び、ヘアローラ、ストレートヘアアイロン、脱毛器又はシェーバのようなパーソナルケア器具である。

本発明は、以下のように要約され得る。デバイスは、金属板４と前記金属板４を支持するための支持要素２とを有し、前記金属板４の部分５が、前記支持要素２を包み込み、前記金属板４は、２５〜６０マイクロメータの範囲内の厚さをもつゾルゲルコーティングでコーティングされる。当該デバイスの製造プロセスにおいて、前記金属板４は、前記金属板４の少なくとも部分５を機械的変形のプロセスにさらすことにより前記支持要素２に取り付けられ、前記ゾルゲルコーティングは、この板４を前記支持要素２に取り付ける前に塗布される。試験は、コーティング中にクラックの形成を伴うことなく、比較的厚いコーティングと前記コーティングが塗布された前記金属板４の少なくとも部分５の機械的変形との双方をもつことが可能であることを証明した。

Claims (14)

1. 金属板と前記金属板を支持するための支持要素とを有するデバイスであって、
   前記金属板は、ゾルゲルコーティングでコーティングされ、
   コーティングの厚さが２５〜６０マイクロメータの範囲内にあり、
   前記金属板の部分が前記支持要素の周りを包み込む、デバイス。
2. 前記コーティングの厚さは、５０マイクロメータよりも薄い、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記金属板のエッジが、前記支持要素の周りを包み込む、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記金属板に塗布された前記コーティングをもつ前記金属板がアイロンプロセスにさらされるべきオブジェクトに接触してこれらオブジェクトに熱を伝えるために用いられるアイロンの少なくとも一部を構成する、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記金属板と前記支持要素との間に熱伝導材料が存在する、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記金属板は、ステンレス鋼で作られる、請求項１に記載のデバイス。
7. 前記支持要素は、ダイカストアルミニウムで作られる、請求項１に記載のデバイス。
8. 請求項１に記載のデバイスを製造する方法であって、
   金属板と前記金属板を支持するための支持要素とが設けられ、
   前記金属板は、前記金属板の少なくとも部分を機械的変形のプロセスにさらすことにより前記支持要素に取り付けられ、
   前記金属板を前記支持要素に取り付ける前に、２５〜６０マイクロメータの範囲内にある厚さの前記金属板にゾルゲルコーティングが塗布される、方法。
9. 前記コーティングは、５０マイクロメータよりも薄い厚さで塗布される、請求項８に記載の方法。
10. 前記金属板には、湾曲エッジが設けられ、
    前記湾曲エッジが、前記支持要素の周りを包み込む、請求項８に記載の方法。
11. 前記金属板に前記ゾルゲルコーティングを塗布する前に、前記金属板が、サンドブラスト又は焼鈍のような少なくとも１つの前処理にさらされる、請求項８に記載の方法。
12. 前記金属板を前記支持要素に取り付ける前に、熱伝導材料が、前記金属板によりカバーされるべき前記支持要素の表面に塗布される、請求項８に記載の方法。
13. 前記金属板は、ステンレス鋼板の形式で設けられる、請求項８に記載の方法。
14. 前記支持要素は、ダイカストアルミニウムブロックの形式で設けられる、請求項８に記載の方法。

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