JP2623824B2 - アルミ鋳込ヒータおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はジャー炊飯器やホットプレートなどの各種調
理器の熱源として用いられるアルミ鋳込ヒータに関し、
熱輻射に優れると共に耐食性に優れるアルミ鋳込ヒータ
およびその製造方法に関するものである。

従来の技術 従来よりジャー炊飯器やホットプレートなどの調理器
の熱源として、シーズヒータ単体もしくは、このシーズ
ヒータをアルミニウムの中に鋳込んだアルミ鋳込ヒータ
などが用いられている。

特にアルミ鋳込ヒータはジャー炊飯器の熱源として古
くから用いられている。

このアルミ鋳込ヒータは金属パイプとして鉄パイプを
使用し、この鉄パイプの中央部にコイル状の電熱線を位
置せしめ、前記鉄パイプと電熱線の中に、シリコーン樹
脂粉末を含有するマグネシア粉末を充填したシーズヒー
タをアルミニウム（JIS H5202 AC2B）の中に鋳込むこと
により製造される。

特にジャー炊飯器に用いられる場合はアルミ鋳込ヒー
タと鍋とを接触させて使用するために鍋に接触する部分
（以下熱伝達面と呼ぶ）は切削され平滑に仕上げられて
いる。しかしながらこのようにして準備されるアルミ鋳
込ヒータはアルミニウムの生地が大気中に露出した状態
で使用されるため、多湿雰囲気中に放置されたり、飯な
どの有機物が付着するとアルミニウムの腐食が生じ、白
錆が発生する。

また、ジャー炊飯器においてアルミ鋳込ヒータと鍋と
の間に、飯やゴミなどの付着物がはさまった状態で使用
されると、アルミ鋳込ヒータと鍋との接触が悪くなり、
アルミ鋳込ヒータの温度が著しく上昇し、アルミ鋳込ヒ
ータの変形や、電気特性の著しい低下という問題が生じ
る。

このため、アルミ鋳込ヒータの熱伝達面に相当するア
ルミニウム表面に、耐食性および熱輻射を高める表面処
理を施すことがいろいろと提案されて来た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来より提案されている次の四つの方
法は、 Ｉ、有機系の耐熱塗装（シリコンーン系またはフッ素系
塗料）。

II、無機系の耐熱塗装（水ガラス系，リン酸アルミニウ
ム系の塗料）。

III、陽極酸化処理（アルマイト処理）。

IV、化学発色処理（黒染めなど）。

があり、以下に示すようにいろいろと課題がある。Ｉの
有機系の耐熱塗装は塗膜が柔らかく、すぐに傷がつき、
そこから発錆する。IIの無機系の耐熱塗装は塗膜が多孔
質となり、耐食性が確保できない。またIIIの陽極酸化
処理およびIVの化学発色処理は200℃以上の温度にさら
されると塗膜の割れや変色などが生じ、著しく特性が低
下する。

このように表面処理と言っても種々課題があるのが実
情であった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、熱輻射お
よび耐食性に優れたアルミ鋳込ヒータおよびその製造方
法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、熱伝達面の全体
もしくは一部に、金属アルコキシドの加水分解法により
前記金属アルコキシドの分解生成物または縮合生成物な
どを主成分とし、酸化ニッケル、酸化クロムなどの遠赤
外線放射材を含有する無機コーティング層を形成させる
ことにより、またシーズヒータをアルミニウムに鋳込ん
だのち、前記シーズヒータの金属パイプ端部をシリコー
ン樹脂等で封止し、アルミ鋳込ヒータを準備する。この
のち前記アルミ鋳込ヒータの熱伝達面を脱脂し、前記酸
化ニッケル、酸化クロムなどの遠赤外線放射材を含有す
る金属アルコキシド溶液からなる塗料をスプレー法など
により塗布し、200℃以下の温度で硬化させ、前記アル
ミ鋳込ヒータの熱伝達面に無機コーティング層を形成さ
せることによりなされるものである。

作用 すでに上述したように従来より提案されている表面処
理方法では種々の問題があった。

これに対して本発明では最近新しく開発された金属ア
ルコキシドの加水分解法に注目し、これを応用したもの
である。

この金属アルコキシドの加水分解法は金属アルコキシ
ドを水と反応させることにより、分解，縮合させ塗膜を
形成させる方法であり、200℃以下という比較的低温で
稠密な塗膜を形成させることが出来る。

また、金属アルコキシドの溶液の中に酸化ニッケル、
酸化クロムなどを含有させることにより塗膜に種々の機
能を付加させることも可能である。

本発明は、上述した金属アルコキシドに酸化ニッケ
ル、酸化クロムなどの遠赤外線放射材を含有させ加水分
解させることにより無機コーティング層をアルミニウム
の表面に形成させたものである。

このようにして形成させた無機コーティング層は主に
無機物質により形成されていると共に大変稠密な状態に
なっている。

このため、硬度，耐熱性，耐食性に優れ、また含有さ
れる物質が遠赤外線放射特性に優れているため熱輻射に
優れたものとなる。

一方、このような塗料を使用し、アルミ鋳込ヒータを
製造する場合、脱脂→塗布→硬化と極めて簡単な工程で
製造することが出来る。

特に硬化処理は200℃以下という低温で十分であり、
後述するようにシーズヒータの金属パイプ端部のシリコ
ーン樹脂の熱劣化を生じることなく硬化させることがで
き大変効果がある。

本発明の製造方法では脱脂工程において、シーズヒー
タ内部に脱脂液が浸入しないようにあらかじめシリコー
ン樹脂でシーズヒータの金属パイプ端部を封止したもの
であり、また塗料を硬化する際にシーズヒータの金属パ
イプ端部のシリコーン樹脂が熱劣化しないように200℃
以下の温度で熱処理したものである。

このような理由により本発明のアルミ鋳込ヒータは熱
輻射および耐食性に優れたものとなると共に、このよう
に優れたアルミ鋳込ヒータを製造することが可能とな
る。

尚、本発明においてアルミ鋳込ヒータの熱伝達面全体
に無機コーティング層を形成させてもよいが、鍋と接触
する部分を除いた一部のみに形成させるなど熱伝達面の
一部のみに施してもよい。

実施例 以下、本発明の具体的な実施例について添付図面に基
づいて説明する。

金属パイプ1-1として鉄パイプを使用し、この金属パ
イプ1-1の中央部にコイル状の鉄−クロム−アルミニウ
ム合金よりなる電熱線1-2を位置せしめ、金属パイプ1-1
と電熱線1-2の空隙に電気絶縁粉末1-3としてシリコーン
樹脂粉末を２重量％含有する電融マグネシア粉末を充填
し、圧延減径したのち曲げ加工し、シーズヒータ１を準
備した。

このシーズヒータ１を所定の形状の砂型にセットし溶
融したアルミニウム合金（JIS H5202 AC2B）を流し込み
アルミ鋳込ヒータ２を準備した。

このようにして準備したアルミ鋳込ヒータ２の熱伝達
面2aを切削し、平滑したのち、シーズヒータ１の金属パ
イプ1-1の端部にシリコーン樹脂1-4を注入し、その上に
絶縁碍子1-5を挿入し、封止した。

続いて、アルミ鋳込ヒータ２の熱伝達面2aを脱脂する
ため、弱アルカリ溶液に５分間浸漬し、乾燥させた後、
金属アルコキシドとしてテトラエトキシシラン（S:(OC₂
H₅)₄）を用いた塗料をスプレーにより熱伝達面2aに塗布
した。

尚、塗料はテトラエトキシシランからなる金属アルコ
キシドに酸化ニッケル、酸化クロムなどの酸化物を添加
し、調整したものである。

こののち、180℃で20分間熱処理し、塗料を硬化させ
アルミ鋳込ヒータ２の熱伝達面2aの表面に無機コーティ
ング層2bを形成させ、本発明のアルミ鋳込ヒータを完成
した。尚、比較のために、アルミ鋳込ヒータの熱伝達面
に処理を施さなかった従来のもの（従来例）および熱伝
達面に市販の耐熱塗料（シリコーン系）をコーティング
したもの（比較例）も同様にして準備した。

このようにして準備した本発明のアルミ鋳込ヒータの
評価を行なうため、次に示す試験を行なった。

塩水噴霧試験……35℃で、食塩濃度５％の雰囲気下で
96時間放置し、発錆の有無について調べる。

熱輻射試験……アルミ鋳込ヒータ単体に所定の消費電
力をインプットし、温度が飽和した時の熱伝達面の温度
を測定する。

上記方法により試験を行なった時の評価結果を第１表
に示した。

第１表から明らかなように従来品や市販の耐熱塗料を
コーティングした比較品では塩水噴霧試験において、発
錆し問題が生じた。

これに対して本発明品では発錆は見られず優れた耐食
性を示した。

一方、熱輻射試験においても、従来品に比較して、優
れた特性を示し、従来品より約60℃低い温度を示した。

このように本発明のアルミ鋳込ヒータは優れた耐食性
および熱輻射を示した。

尚、本発明の実施例において使用した塗料の組成はこ
れに限定されるものではなく、他の金属アルコキシド
や、他の遠赤外線放射材を使用してもよい。

また、アルミ鋳込ヒータの形状、および熱伝達面は実
施例のみに限定されるものではなく、他の形状や熱伝達
面の一部のみにコーティング処理を施してもよい。

さらに、製造方法において脱脂として弱アルカリ溶液
を使用したが他の溶剤脱脂による方法でもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明のアルミ鋳込ヒ
ータおよびその製造方法によれば、熱伝達面の全体もし
くは一部に金属アルコキシドの加水分解法により前記金
属アルコキシドの分解生成物または縮合生成物などを主
成分とし、酸化ニッケル、酸化クロムなどの遠赤外線放
射材を含有する無機コーティング層を形成させることに
より、またシーズヒータをアルミニウムに鋳込んだのち
前記シーズヒータの金属パイプ端部をシリコーン樹脂等
で封止し、アルミ鋳込ヒータを準備する。こののち前記
アルミ鋳込ヒータの熱伝達面を脱脂し、特許請求の範囲
第１項記載の酸化ニッケル、酸化クロムなどの遠赤外線
放射材を含有する金属アルコキシド溶液からなる塗料を
スプレー法などにより塗布し、200℃以下の温度で硬化
させ、前記アルミ鋳込ヒータの熱伝達面に無機コーティ
ング層を形成させ製造することにより、酸化ニッケル、
酸化クロムなどの遠赤外線放射材により遠赤外線全域に
分光放射率の高い輻射エネルギーを照射することができ
るとともに、耐食性に優れたアルミ鋳込ヒータおよびそ
の製造方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルミ鋳込ヒータの一部断面図、第２
図は同アルミ鋳込ヒータに用いるシーズヒータの端部の
断面図、第３図はシーズヒータの断面図を示す。 １……シーズヒータ、1-1……金属パイプ、1-4……シリ
コーン樹脂、２……アルミ鋳込ヒータ、2a……熱伝達
面、2b……無機コーティング層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熱田 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−260779（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−150683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−28489（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱伝達面の全体もしくは一部に、金属アル
   コキシドの加水分解法により前記金属アルコキシドの分
   解生成物または縮合生成物などを主成分とし、酸化ニッ
   ケル、酸化クロムなどの遠赤外線放射材を含有する無機
   コーティング層を形成させたアルミ鋳込ヒータ。
2. 【請求項２】シーズヒータをアルミニウムに鋳込んだの
   ち、前記シーズヒータの金属パイプ端部をシリコーン樹
   脂等で封止し、こののち、前記アルミ鋳込ヒータの熱伝
   達面を脱脂し、酸化ニッケル、酸化クロムなどの遠赤外
   線放射材を含有する金属アルコキシド溶液からなる塗料
   をスプレー法などにより塗布し、200℃以下の温度で硬
   化させ、前記アルミ鋳込ヒータの熱伝達面に無機コーテ
   ィング層を形成させるアルミ鋳込ヒータの製造方法。