JP2014181148A

JP2014181148A - 加熱処理方法及び中間生産物

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Publication number: JP2014181148A
Application number: JP2013056042A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shimahashi; 政徳嶋橋; Takeshi Nagata; 毅永田; Akihiro Iritani; 晃弘入谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd; Nichiden Glass Kako KK
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd; Nichiden Glass Kako KK
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-29

Abstract

【課題】ワークに対する焼成処理等の加熱処理の回数を減らすことによって製品の生産効率を向上させる加熱処理方法及び中間生産物を提供する。
【解決手段】第１被加熱処理部２０が設けられたワーク１０を準備する工程と、カバーコート３０によって第１被加熱処理部２０を被覆する工程と、第２被加熱処理部４０をワーク１０上に設ける工程と、第１被加熱処理部２０と第２被加熱処理部４０とカバーコート３０とが設けられたワーク１０を加熱処理し、カバーコート３０を除去する工程とを包含する、加熱処理方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、加熱処理方法及び中間生産物に関する。

従来から、ガラス板製のトッププレートを備えたガス調理器や電磁調理器が知られている。このようなガラス板製のトッププレートの基板の両面又は片面には、調理器の内部構造の隠蔽や意匠性の付与等を目的として、無機顔料や耐熱塗料等により形成された層が設けられる。この層はスクリーン印刷法等によってガラス板上に形成される（特許文献１）。

斯かる層が無機顔料層の場合には、無機顔料層に焼成処理等の加熱処理を施して無機顔料層をガラス板に焼き付ける。無機顔料層がガラス板に焼き付けられていない状態では、無機顔料層がガラス板から剥がれやすい。従って、ガラス板を搬送する際やガラス板を反転させる際に無機顔料層が剥がれる虞がある。そこで、従来、ガラス板の両面に無機顔料層を設ける場合には、次のようにしていた。

まず、ガラス板の一方の面に無機顔料層を設け、ガラス板の一方の面の無機顔料層をガラス板に焼き付ける焼成処理を施す。そして、ガラス板を反転させてガラス板の他方の面に無機顔料層を設け、ガラス板の他方の面の無機顔料層をガラス板に焼き付ける焼成処理を施す。

特開２００８−２６７６３３号公報

しかしながら、無機顔料層をガラス板に焼き付ける焼成処理は、例えば８００℃以上の高温で行われ、全工程中で最も時間を要する。したがって、無機顔料層を焼き付けるための焼成処理の回数が多くなるほど、製品の生産効率が低下するという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、ワークに対する焼成処理等の加熱処理の回数を減らすことによって製品の生産効率を向上させる加熱処理方法及び中間生産物を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、第１被加熱処理部が設けられたワークを準備する工程と、カバーコートによって前記第１被加熱処理部を被覆する工程と、第２被加熱処理部を前記ワーク上に設ける工程と、前記第１被加熱処理部と前記第２被加熱処理部と前記カバーコートとが設けられた前記ワークを加熱処理し、前記カバーコートを除去する工程とを包含する加熱処理方法である。

本発明に係るワークの加熱処理方法によれば、第１被加熱処理部と前記第２被加熱処理部とに対して同時に加熱処理を行うことにより、ワークに対する加熱処理の回数を減らすことができるので、製品の生産効率を向上させることができる。

なお、前記加熱処理は、例えば焼成処理である。

また、本発明に係るワークの加熱処理方法は、前記ワークが板状であり、前記ワークの一方の面に前記第１被加熱処理部が設けられ、前記ワークの他方の面に前記第２被加熱処理部が設けられる場合に適用すると有用である。すなわち、ワークに第１被加熱処理部を設けた後にワークを反転させる際やワークを搬送する際に第１被加熱処理部が損傷することが多いが、ワークの反転時やワークの搬送時の第１被加熱処理部の損傷を抑制することができるので、歩留まり率を向上させることができる。

また、本発明に係るワークの加熱処理方法は、前記ワークが板状であり、前記ワークの一方の面に前記第１被加熱処理部と前記第２被加熱処理部とが設けられる場合にも適用可能である。

なお、前記カバーコートが、高分子樹脂、有機溶剤及び添加剤を含み、前記添加剤に含まれる無機成分がシリカのみである場合には、カバーコートの印刷性を向上させることができ、第１被加熱処理部の耐摩耗性を向上させることができるので、好ましい。

本発明に係る加熱処理方法は、例えば、前記ワークがガラスを含み、前記第１被加熱処理部及び前記第２被加熱処理部が無機顔料を含む場合に適用すると、ワークから第１被加熱処理部が剥がれるのを効果的に抑制できるので、有用である。

本発明に係る加熱処理方法は、より具体的には、前記ワークが調理器用のトッププレートを形成する板材である場合に適用すると、有効である。すなわち、前記ワークが調理器用のトッププレートを形成する板材である場合、第１被加熱処理部は調理器用のトッププレートの外観の一部となるので、調理器用のトッププレートの生産過程で第１被加熱処理部の損傷を抑制することにより、歩留まり率を向上させることができる。

また、本発明の第２の態様は、加熱処理される中間生産物であって、ワークと、前記ワークに設けられた第１被加熱処理部と、前記第１被加熱処理部を被覆するカバーコートと、前記ワークに設けられた第２被加熱処理部とを含み、前記カバーコートは、前記加熱処理によって除去される中間生産物である。

本発明に係る中間生産物は、前記ワークが板状であり、前記ワークの一方の面に前記第１被加熱処理部が設けられ、前記ワークの他方の面に前記第２被加熱処理部が設けられる場合には、ワークに第１被加熱処理部を設けた後にワークを反転させる際に第１被加熱処理部が傷付くのを抑制することができるので、有効である。

本発明によれば、ワークに対する加熱処理の回数を減らすことができるので、製品の生産効率を向上させることができる。

本発明の実施形態１に係る中間生産物１００を示す模式図である。本発明の実施形態２に係る加熱処理方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係る加熱処理方法の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態１及び実施形態２を説明する。実施形態１及び実施形態２は、ガス調理器や電磁調理器等に用いられるトッププレートの生産方法に本発明を適用した例を示している。

（実施形態１：中間生産物）
図１は、本発明の実施形態１に係る中間生産物１００を示す模式図である。例えば、中間生産物１００がガスや電気等の加熱炉によって加熱処理され、加熱調理器のトッププレートが生産される。中間生産物１００は、ワークとしてのガラス板１０と、第１被加熱処理部としての無機顔料層２０と、カバーコート３０と、第２被加熱処理部としての無機顔料層４０とを含む。

ガラス板１０は板状であり、ガラス板１０の一方の面１１に無機顔料層２０が設けられ、無機顔料層２０を被覆するようにカバーコート３０が設けられ、ガラス板１０の他方の面１２に無機顔料層４０が設けられている。

ガラス板１０の軟化点は、加熱調理器のトッププレートとして要求される品質を確保するために、好ましくは７００℃以上であり、さらに好ましくは７５０℃以上である。

さらに、３０℃〜７５０℃におけるガラス板１０の平均線熱膨張係数は、好ましくは−１０×１０^-7／℃〜３０×１０^-7／℃の範囲内であり、さらに好ましくは−１０×１０^-7／℃〜２０×１０^-7／℃の範囲内である。すなわち、ガラス板１０は、軟化点が７００℃より高く、熱膨張係数が３０×１０^-7／℃より低いガラス、又は低熱膨張係数を有する結晶化ガラスにより形成されることが好ましい。低熱膨張係数の結晶化ガラスとしては、例えば、日本電気硝子株式会社のネオセラムＮ−０（製品名）を挙げることができる。

無機顔料層２０及び無機顔料層４０は、加熱調理器のトッププレートの下に配置されるヒータ等の内部構造の隠蔽、加熱調理器のトッププレートへの意匠性の付与、加熱調理器のトッププレートの損傷防止等のために、ガラス板１０に設けられる。無機顔料層２０及び無機顔料層４０は、例えば、ガラス成分、無機顔料粉末及び樹脂バインダー等を含む。ガラス成分としては、例えば、ホウケイ酸塩系ガラス、アルカリ金属とアルカリ土類金属とのうちの少なくとも一方を含む珪酸塩系ガラス、又は亜鉛とアルミニウムとを含むリン酸塩系ガラスを用いることができる。

なお、無機顔料層２０及び無機顔料層４０の形成方法は特に限定されない。例えば、スクリーン印刷法や蒸着法によって無機顔料層２０及び無機顔料層４０を形成することができる。

カバーコート３０は加熱処理によって分解される。カバーコート３０は、例えば、ビニル系樹脂、有機溶剤及び添加剤等により形成される。ビニル系樹脂は８００℃以下で分解するものを使用する必要があり、５００℃以下で燃焼することが好ましい。添加剤は印刷性の向上及び無機顔料層２０耐摩耗性を向上させるために用いられる。添加剤は、例えばシリカを含み、シリカ以外の無機成分（例えば、シリコン）を含まないことが好ましい。シリカ以外の無機成分を含まないため、加熱処理により無機成分が残留しても無機顔料層２０への悪影響が少なく、また、シリカは、添加剤の粘度調整剤として好適である。なお、添加物がシリカ以外の成分を含む場合には、当該成分は８００℃以下で分解し、５００℃以下で分解することが好ましい。

なお、カバーコート３０の形成方法は特に限定されない。例えば、スクリーン印刷法、スプレー塗装法、ロールコート法等を用いてカバーコート３０を形成することができる。また、フィルムの貼着によってカバーコート３０を形成してもよい。カバーコート３０の硬化方法も特に限定されない。例えば、熱硬化や紫外線硬化等でカバーコート３０を硬化させることができる。カバーコート３０を熱硬化樹脂で形成する場合、カバーコート３０は５０℃〜２００℃の範囲で硬化することが好ましく、５０℃〜８０℃の範囲で硬化することが、より好ましい。また、カバーコート３０は指触硬化後の硬度が鉛筆硬度Ｆ以上であることが好ましく、鉛筆硬度Ｈ以上であれば、より好ましい。

（実施形態２：加熱処理方法）
図２は本発明の実施形態２に係る加熱処理方法を示すフローチャートである。図３は本発明の実施形態２に係る加熱処理方法の説明図である。本発明の実施形態２においては、実施形態１に係る中間生産物１００を加熱することによって調理器のトッププレート１が生産される。

図２及び図３に示すように、本実施形態のトッププレート１の生産方法では、まず、ステップＳ１０において、無機顔料層２０が設けられたガラス板１０を準備する。図３（ａ）は、無機顔料層２０が設けられたガラス板１０の断面を示す。ガラス板１０の一方の面１１に無機顔料層２０を形成することによって、無機顔料層２０が設けられたガラス板１０が生産される。

次に、ステップＳ２０において、無機顔料層２０上にカバーコート３０を形成する。図３（ｂ）は、カバーコート３０が設けられたガラス板１０の断面を示す。無機顔料層２０上にカバーコート３０を形成することによって、無機顔料層２０上にカバーコート３０が設けられたガラス板１０が生産される。

次に、ステップＳ３０において、ガラス板１０を上下方向に１８０度反転させる。さらに、ステップＳ４０において、ガラス板１０の他方の面１２に無機顔料層４０を形成し、中間生産物１００を生産する。図３（ｃ）は、中間生産物１００の断面を示す。ガラス板１０の他方の面１２に無機顔料層４０を形成することによって、中間生産物１００が生産される。

次に、ステップＳ５０において、ガラス板１０の両面に焼成処理を同時に施して無機顔料層２０及び無機顔料層４０をガラス板１０に焼き付ける。その結果、中間生産物１００からカバーコート３０が分解して除去され、トッププレート１が生産される。図３（ｄ）は、トッププレート１を示す。トッププレート１において、ガラス１０の一方の面１１に無機顔料層２０が強固に積層されており、ガラス板１０の他方の面１２に無機顔料層４０が強固に積層されている。

以下、図１及び図３を参照して、本発明の実施形態１に係る中間生産物１００及び本発明の実施形態２に係る加熱処理方法の実施例を説明する。さらに、実施例と比較例とを比較することで、本発明の効果を説明する。

ガラス粉末と無機顔料粉末と樹脂バインダーとを混合してペーストを作製した。このペーストをスクリーン印刷機によってガラス板１０の一方の面１１に印刷して無機顔料層２０を形成した（図３（ａ）参照）。

次に、スクリーン印刷機によってスクリーン印刷用塗料（十条ケミカル株式会社製の熱硬化性スクリーン印刷用塗料ＰＥＴインキ９１００Ｐメジウム（製品名））を無機顔料層２０を被覆するように無機顔料層２０上に印刷し、６０℃で１分間乾燥させてカバーコート３０を形成した（図３（ｂ）参照）。乾燥後のカバーコート３０の表面は粘着性が無く、指で触ってカバーコート３０及び無機顔料層２０が剥がれることはなかった。

次に、ガラス板１０の一方の面１１を下に向け、ガラス板１０を搬送コンベヤに載せて次のスクリーン印刷機に搬送したが、無機顔料層２０には傷は付かなかった。

次に、ガラス粉末、無機顔料及び樹脂バインダーを混合したペーストを、ガラス板１０の他方の面１２（無機顔料層２０が印刷されていない面）にスクリーン印刷機によって印刷して無機顔料層４０を形成し、中間生産物１００を生産した（図３（ｃ）参照）。

そして、無機顔料層２０、カバーコート３０及び無機顔料層４０を同時に８３０℃で焼成し、無機顔料層２０及び無機顔料層４０をガラス板１０に焼き付けた。その際、カバーコート３０は分解して除去されており、トッププレート１が生産された（図３（ｄ）参照）。

焼成処理の終了後にトッププレート１の両面を観察したところ、無機顔料層２０及び無機顔料層４０には、傷、変色、及び変質等の外観上の欠陥が無いことが確認された。また、外観上は無機顔料層２０上にカバーコート３０は全く残っていなかった。

本実施例の全工程に要した時間は、ガラス板１０の搬送に要した時間を除くと、約１時間であった。

（比較例１）
ガラス粉末と無機顔料粉末と樹脂バインダーとを混合してペーストを作製した。このペーストをスクリーン印刷機によってガラス板の一方の面に印刷して無機顔料層を形成した。そして、ガラス板の一方の面の無機顔料層を８３０℃で焼成し、ガラス板の一方の面に無機顔料層を焼き付けた。

次に、ガラス板の他方の面に上記ペーストをスクリーン印刷機によって印刷して無機顔料層を形成した。そして、ガラス板の他方の面の無機顔料層を８３０℃で焼成し、ガラス板の他方の面に無機顔料層を焼き付けた。

焼成処理の終了後にガラス板の両面を観察したところ、ガラス板の両面の無機顔料層には、傷、変色、及び変質等の外観上の欠陥は無いことが確認された。

本比較例の全工程に要した時間は、ガラス板の搬送に要した時間を除いて約２時間であった。すなわち、実施例１と比べて全工程に要する時間が１時間長く、実施例１と比べて製品の生産効率が低い。

（比較例２）
ガラス粉末と無機顔料粉末と樹脂バインダーとを混合してペーストを作製した。このペーストをスクリーン印刷機によってガラス板の一方の面に印刷して無機顔料層を形成した。

ガラス板の一方の面を下に向け、ガラス板を搬送コンベヤに載せて次のスクリーン印刷機に搬送したところ、ガラス板の一方の面の無機顔料層が剥がれた。したがって、比較例２の方法では、製品の外観に支障が生じる。

本発明によれば、ガラス板の一方の面に形成された無機顔料層と、ガラス板の他方の面に形成された無機顔料層とに同時に焼成処理を施すため、従来２回行っていた焼成処理が１回で済む。

また、ガラス板の一方の面に形成された無機顔料層がカバーコートによって覆われるため、ガラス板を搬送する際やガラス板を反転させる際にガラス板の一方の面に形成された無機顔料層の剥がれを抑制できる。したがって、無機顔料層の外観を損なうことなく、製品の生産効率を向上させることができる。

以上、図１〜図３を参照して本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明は図１〜図３に示された実施形態に限定されるものではなく、本実施形態に種々の改変を施すことができる。

例えば、実施形態１及び実施形態２では、調理器用のトッププレートを形成するガラス板がワークである場合について説明したが、調理器用のトッププレートを形成するガラス板以外のワーク（例えば、暖房器具のガラス板）に複数の被加熱処理部が設けられる場合にも本発明を適用できる。また、ワークの材質はガラス以外の材質（例えば、金属やセラミック）でもよく、ワークの形状は板状以外の形状（例えば、棒状や球状）でもよい。

また、実施形態１及び実施形態２では、加熱処理が焼成処理である場合を例に挙げて説明したが、焼成処理以外の加熱処理（例えば、レーザー照射、電磁波による加熱）によってワークの被加熱処理部を加熱処理する場合についても本発明を適用し得る。

また、実施形態１及び実施形態２では、第１被加熱処理部及び第２被加熱処理部が無機顔料を含む場合を例に挙げて説明したが、第１被加熱処理部及び／又は第２被加熱処理部が無機顔料を含まない場合についても本発明を適用し得る。

また、実施形態１及び実施形態２では、ワークの一方の面に第１被加熱処理部を設け、ワークの他方の面に第２被加熱処理部を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１被加熱処理部及び第２被加熱処理部をワークの同一面に設ける場合についても本発明を適用し得る。

また、実施形態１及び実施形態２では、ワークに１つの第１被加熱処理部と１つの第２被加熱処理部とを設ける場合を例に挙げて説明したが、ワークに複数の第１被加熱処理部を設ける場合やワークに複数の第２被加熱処理部を設ける場合についても本発明を適用し得る。

また、実施形態１及び実施形態２では、ワークに第１被加熱処理部を設ける工程と、第１被加熱処理部をカバーコートで被覆する工程とを連続して行っているが、２つの工程を不連続で行う場合についても本発明を適用し得る。例えば、ワークを生産する部品生産現場においてワークに第１被加熱処理部を設ける工程を行って第１被加熱処理部が設けられたワークを準備する。そして、ワークを製品に仕上げる製品生産現場に第１被加熱処理部が設けられたワークを供給し、製品生産現場において第１被加熱処理部をカバーコートで被覆する工程を行うようにしてもよい。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施形態１及び実施形態２に種々の改変を施すことができる。

１０ガラス板（ワーク）
２０無機顔料層（第１被加熱処理部）
３０カバーコート
４０無機顔料層（第２被加熱処理部）
１００中間生産物

Claims

第１被加熱処理部が設けられたワークを準備する工程と、
カバーコートによって前記第１被加熱処理部を被覆する工程と、
第２被加熱処理部を前記ワーク上に設ける工程と、
前記第１被加熱処理部と前記第２被加熱処理部と前記カバーコートとが設けられた前記ワークを加熱処理し、前記カバーコートを除去する工程と
を包含する、加熱処理方法。
前記加熱処理が焼成処理である、請求項１に記載の加熱処理方法。
前記ワークは板状であり、
前記ワークの一方の面に前記第１被加熱処理部が設けられ、前記ワークの他方の面に前記第２被加熱処理部が設けられる、請求項１又は請求項２に記載の加熱処理方法。
前記ワークは板状であり、
前記ワークの一方の面に前記第１被加熱処理部と前記第２被加熱処理部とが設けられる、請求項１又は請求項２に記載の加熱処理方法。
前記カバーコートは、高分子樹脂、有機溶剤及び添加剤を含み、
前記添加剤に含まれる無機成分がシリカのみである、請求項１から請求項４のうちの１項に記載の加熱処理方法。
前記ワークはガラスを含み、
前記第１被加熱処理部及び前記第２被加熱処理部は無機顔料を含む、請求項１から請求項５のうちの１項に記載のワークの加熱処理方法。
前記ワークは調理器用のトッププレートを形成する板材である、請求項６に記載のワークの加熱処理方法。
加熱処理される中間生産物であって、
ワークと、
前記ワークに設けられた第１被加熱処理部と、
前記第１被加熱処理部を被覆したカバーコートと、
前記ワークに設けられた第２被加熱処理部と
を含み、
前記カバーコートは、前記加熱処理によって除去される、中間生産物。