加熱用プレート及び加熱用プレートの製造方法
【課題】
錆の発生を防ぎ、寿命を飛躍的に伸ばすと共にリサイクルの容易な構造にした加熱用プレート及びこれの製造方法を提供する。
【解決手段】
加熱用プレート１１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに形成された溶射層５と、溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
錆の発生を防ぎ、寿命を飛躍的に伸ばすと共にリサイクルの容易な構造にした加熱用プレート及びこれの製造方法を提供する。
【解決手段】
加熱用プレート１１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに形成された溶射層５と、溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、食材等を加熱して調理する、表面がフッ素樹脂加工された加熱プレート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面がフッ素樹脂加工された加熱用プレートが存在する。当該加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面に溶射された粉末溶射層と、粉末溶射層の表面に塗装されたプライマー層と、プライマー層の表面に塗布されたフッ素樹脂層とからなる（例えば、特許文献１）。また、従来の加熱用プレートの製造方法は、鉄基材の表面をブラスト加工し、鉄基材のブラスト加工した表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成することによって加熱用プレートを製造する。
【特許文献１】特開平５−２４５０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の加熱用プレートおよび従来の製造方法によって製造された加熱用プレートは、粉末溶射層が金属、合金、サーメット又はセラミックス等の溶射粉末で構成され、この粉末溶射層の粉末間が互いに溶着せずに隙間が形成されている。そのため、上記従来の加熱用プレートは、通常、フッ素樹脂層により、水分、油分をはじいているが、長期間使用していると、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりすることになり、その欠損部から水分が粉末溶射層に入ることになる。水分は、粉末溶射層の粉末間の隙間に浸入し、鉄基材を錆び付かせる。従って、従来の加熱用プレートは、寿命が短いという問題点があった。
【０００４】
上記従来の加熱用プレートは、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりした場合、再度ブラスト加工によりフッ素樹脂層及び粉末溶射層を除去し、上記製造工程によりリサイクルすることが可能である。しかし、鉄基材が錆びている場合が多く、ブラスト加工によりその錆を落とすと、その落とされた錆がサンドに混入し、錆の混入したサンドを吹き付けて、鉄基材全体に錆を付着させることになるので、加熱用プレートのリサイクルは困難であった。従って、加熱用プレートの交換サイクルは、約１年であり、再利用し難いことから、廃棄処分に苦労するという問題点があった。
【０００５】
また、従来の加熱用プレートは、表面にアルミニウムメッキ層が被覆されているものがあるが、上記したように、ブラスト加工するとアルミニウムメッキ層を剥がしてしまうことがあるので、リサイクルが難しいという問題点があった。
【０００６】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、錆の発生を防ぎ、寿命を飛躍的に伸ばすと共にリサイクルの容易な構造にした加熱用プレート及びこれの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に係る加熱用プレートは、上記目的を達成するため、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなる。
【０００８】
本願請求項２に係る加熱用プレートは、上記目的を達成するため、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなる。
【０００９】
本願請求項３に係る加熱用プレートの製造方法は、上記目的を達成するため、鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造する。
【００１０】
本願請求項４に係る加熱用プレートの製造方法は、上記目的を達成するため、アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造する。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明に係る加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなり、アルミニウム溶射層の粉末間の隙間が封口処理層の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム溶射層に入っても、封口処理層で水分、油分を確実にはじき、鉄基材の錆びを防ぐことができるという効果がある。そのため、加熱用プレートの寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができるという効果がある。また、鉄基材に錆が発生しないので、鉄基材を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができるという効果がある。再利用するため再表面処理する際、鉄基材に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材の劣化を防ぎ、加熱用プレートの寿命を大幅に向上することができるという効果がある。また、鉄基材の表面側には鉄−アルミニウム合金層が形成されているため、前記封口処理層と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材の錆発生を抑えることができるという効果がある。
【００１２】
本願発明に係る加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなり、溶射層の粉末間の隙間が封口処理層の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分が溶射層に入っても、封口処理層で水分、油分を確実にはじき、鉄基材の錆びを防ぐことができるという効果がある。そのため、加熱用プレートの寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができるという効果がある。また、鉄基材に錆が発生しないので、鉄基材を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができるという効果がある。再利用するため再表面処理する際、鉄基材に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材の劣化を防ぎ、加熱用プレートの寿命を大幅に向上することができるという効果がある。また、鉄基材の表面側には鉄−アルミニウム合金層が形成されているため、前記封口処理層と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材の錆発生を抑えることができるという効果がある。さらに、アルミニウムメッキ層は、鉄基材に対して、鉄−アルミニウム合金層によって強固に接合されているため、再表面化処理の際に行われるブラスト加工で剥がれることが極めて少ない。そのため、本願発明に係る加熱用プレートは、ブラスト加工してもアルミニウムメッキ層を剥がすことがないので、安心してリサイクルを行うことができるという効果がある。
【００１３】
本願発明に係る加熱用プレートの製造方法は、鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成するので、上記効果を有する加熱用プレートを製造することができるという効果がある。
【００１４】
本願発明に係る加熱用プレートの製造方法は、アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成するので、上記効果を有する加熱用プレートを製造することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本願発明の実施の形態を図１乃至図２に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る加熱用プレートの一つの実施の形態を示す断面図である。図２は、本願発明に係る加熱用プレートの他の実施の形態を示す断面図である。
【００１６】
加熱用プレート１は、図１に示すように、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウム溶射層５と、アルミニウム溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
【００１７】
加熱用プレート１の製造方法は、鉄基材２の表面２ａをブラスト加工して粗面化する。鉄基材２のブラスト加工して粗面化した表面２ａにアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層５を形成する。アルミニウム溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２とアルミニウム溶射層５の間に鉄−アルミニウム合金層３が形成される。アルミニウム溶射層５の表面５ａに封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａにフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。
【００１８】
加熱用プレート１は、アルミニウム溶射層５の粉末間の隙間が封口処理層６の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム溶射層５に入っても、封口処理層６で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆びを防ぐことができる。そのため、加熱用プレート１の寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができる。また、加熱用プレート１は、鉄基材２に錆が発生しないので、鉄基材２を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材２を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができる。再利用するため再表面処理する際、鉄基材２に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材２の劣化を防ぎ、加熱用プレート１の寿命を大幅に向上することができる。また、加熱用プレート１は、鉄基材２の表面２ａ側には鉄−アルミニウム合金層３が形成されているため、前記封口処理層６と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材２の錆発生を抑えることができる。
【００１９】
加熱用プレート１１は、図２に示すように、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに形成された溶射層５と、溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
【００２０】
加熱用プレート１１の製造方法は、アルミニウムメッキ層４が形成された鉄基材２のアルミニウムメッキ層４表面４ａをブラスト加工して粗面化する。ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層４表面４ａに溶射材を溶射して溶射層５を形成する。溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２とアルミニウムメッキ層４の間に鉄−アルミニウム合金層３が形成される。溶射層５の表面５ａに封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａにフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。
【００２１】
加熱用プレート１１は、溶射層５の粉末間の隙間が封口処理層６の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分が溶射層５に入っても、封口処理層６で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆びを防ぐことができる。そのため、加熱用プレート１１の寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができる。また、鉄基材２に錆が発生しないので、鉄基材２を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材２を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができる。また、鉄基材２の表面２ａ側には鉄−アルミニウム合金層３が形成されているため、前記封口処理層６と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材２の錆発生を抑えることができる。さらに、アルミニウムメッキ層４は、鉄−アルミニウム合金層３によって密着度が高まり、鉄基材２に強固に接合されているため、耐久性が向上すると共に、再表面化処理の際に行われるブラスト加工で剥がれることが極めて少ない。そのため、加熱用プレート１１は、ブラスト加工してもアルミニウムメッキ層４を剥がすことがないので、安心してリサイクルを行うことができる。
【００２２】
さらに加熱用プレートについて詳細に説明する。図１に示すように、加熱用プレート１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に溶射されたアルミニウム粉末溶射層５と、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間を封口する封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに積層されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに積層されたフッ素樹脂層８と、鉄基材２の裏面２ｂに積層された保護層９とからなる。
【００２３】
鉄基材２は、厚みが約０．６〜１．５ｍｍであり、表面２ａ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層３が形成されている。鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａには、プラズマ，アーク，ガス等の溶射法により、アルミニウムを溶射粉末とするアルミニウム粉末溶射層５が被覆されている。アルミニウム粉末溶射層５は、約２５〜３０μｍの厚みである。
【００２４】
アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａには、封口処理層６が積層されている。封口処理層６は、約５〜１０μｍの厚みである。封口処理層６を形成する封口処理材は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱性のある樹脂である。
【００２５】
アルミニウム粉末溶射層５は、微細な粉末が重なり合った積層構造であり、空隙を有する多孔質層となっているが、前記封口処理材が溶射層５の表面５ａに塗布されるため、空隙が封口処理材によって完全に塞がれる。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００２６】
封口処理層６の表面６ａに、プライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７は、約１０〜１５μｍの厚みである。このプライマー層７にフッ素樹脂を塗布し、焼き付けて厚みが約３０〜５０μｍのフッ素樹脂層８を形成する。フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等である。鉄基材２の裏面２ｂには、シリコーン樹脂、金属粉、セラミック粉を有する変性型シリコンの塗料が塗布され、厚みが約２０〜３０μｍの保護層９が形成さている。
【００２７】
加熱用プレート１は、以下のようにして製造される。鉄基材２の表面２ａをブラスト加工して、表面２ａを粗面化する。粗面化した鉄基材２の表面２ａにアルミニウムの溶射粉末で構成される溶射材を、プラズマ，アーク，ガス等の溶射方法により溶射してアルミニウム粉末溶射層５を形成する。アルミニウム粉末溶射層５の厚みは、約３０〜３５μｍである。アルミニウム粉末溶射層５が形成された鉄基材２を約２０分程度加熱処理する。この加熱処理する温度は、５００℃〜６００℃の範囲が望ましい。アルミニウムは、溶融温度が７００℃であり、この温度まで加熱すると、溶け出すのでアルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となる。アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となると、プライマー層７が載せ難くなるので、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａの粗面化が必要となる。従って、鉄基材２は、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理を行う。
【００２８】
鉄基材２を約２０分間、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２の表面２ａとアルミニウム粉末溶射層５の裏面５ｂが溶融して鉄−アルミニウム合金層３が形成される。鉄−アルミニウム合金層３の厚みは、約５μｍである。従って、アルミニウム粉末溶射層５の厚みが、約３０〜３５μｍから約２５〜３０μｍとなる。アルミニウム粉末溶射層５は、この鉄−アルミニウム合金層３により鉄基材２に強固に接合される。
【００２９】
次に、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａに前記封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６を形成した後、鉄基材２を気密室に入れて真空状態にし、アルミニウム粉末溶射層５内の粉末間にある気体、封口処理層６に含まれる気泡を抜いて、脱気させる。脱気時間は、約１０分程度であるが、アルミニウム粉末溶射層５、封口処理層６の厚み、真空圧等の種々の状況に応じて変えられるのは勿論である。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００３０】
封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａに前記フッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。鉄基材２の裏面２ｂに、シリコーン樹脂、金属粉、セラミック粉を有する塗料を塗布して保護層９を形成する。このようにして、加熱用プレート１が製造される。
【００３１】
上記した加熱用プレート１は、両面が加工されるので、従来のように、両面がアルミメッキされた鋼板を使用する必要がなく、安価な鋼板を使用することができる。また、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間の隙間が封口処理材で埋められているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム粉末溶射層５に入っても、そのアルミニウム粉末溶射層５及び鉄−アルミニウム合金層３で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆び防ぐことがきる。このように、加熱プレート１は、鉄基材２の劣化が防がれているので、寿命を大幅に向上することができる。
【００３２】
加熱用プレート１は、再表面加工する際、メッキがないので、メッキのことを考慮せずに、ブラスト加工することができる。鉄基材２の表面２ａは、錆の発生が阻止されているので、ブラスト加工してもサンドに錆が混入することがなく、そのため、鉄基材２の表面２ａまでブラスト加工することができ、リサイクルが可能である。
【００３３】
図２に示すように、加熱用プレート１１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに溶射された溶射層５と、溶射層５の粉末間を封口する封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに積層されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに積層されたフッ素樹脂層８と、鉄基材２の裏面２ｂ側に形成された鉄−アルミニウム合金層１２と、鉄−アルミニウム合金層１２の裏面１２ｂ側に形成されたアルミニウムメッキ層１３とからなる。
【００３４】
鉄基材２は、厚みが約０．６〜１．５ｍｍであり、表面２ａ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層３が形成され、裏面２ｂ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層１２が形成されている。アルミニウムメッキ層４，１３は、約５μｍの厚みである。アルミニウムメッキ層４の表面４ａには、プラズマ，アーク，ガス等の溶射法により、溶射層５が被覆されている。溶射層５は、約３０μｍの厚みである。
【００３５】
この溶射層５を形成する溶射粉末は、金属／合金、サーメット又はセラミックス等である。金属／合金の代表的なものは、アルミニウム、銅、モリブデン、ニッケル、タングステン、銅合金、ニッケル合金、コバルト合金、Ｎｉ自溶合金、Ｃｏ自溶合金、炭素鋼、ステンレス鋼、ハステロイ、その他がある。サーメットの代表的なものは、炭化物係サーメット、酸化物系サーメット、アブレイダブル、その他がある。セラミックスの代表的なものは、アルミナ、ジルコニア、チタニア、クロミア、アルミナ・チタニア、安定化ジルコニア、ジルコン、スピネル、ムライト、その他がある。本実施の形態で使用する溶射粉末は、アルミニウムである。
【００３６】
溶射層５の表面５ａには、封口処理層６が積層されている。封口処理層６は、約５〜１０μｍの厚みである。封口処理層６を形成する封口処理材は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱性のある樹脂である。溶射層５は、微細な粉末が重なり合った積層構造であり、空隙を有する多孔質層となっているが、前記封口処理材が溶射層５の表面５ａに塗布されるため、空隙が封口処理材によって完全に塞がれる。
【００３７】
封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材が溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００３８】
封口処理層６の表面６ａに、プライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７は、約１０〜１５μｍの厚みである。このプライマー層７にフッ素樹脂を塗布し、焼き付けて厚みが約３０〜５０μｍのフッ素樹脂層８を形成する。フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等である。
【００３９】
加熱用プレート１１は、以下のようにして製造される。鉄基材２の表面２ａ及び裏面２ｂにアルミニウムのメッキを行いアルミニウムメッキ層４，１３を形成する。最初から両面２ａ，２ｂにアルミニウムメッキ層４，１３が形成された鉄基材２を使用しても構わない。この時のアルミニウムメッキ層４，１３の厚みは、約１０μｍである。アルミニウムメッキ層４の表面４ａをブラスト加工して、表面４ａを粗面化する。粗面化したアルミニウムメッキ層４の表面４ａにアルミニウムの溶射粉末で構成される溶射材を、プラズマ，アーク，ガス等の溶射方法により溶射して溶射層５を形成する。アルミニウム粉末溶射層５の厚みは、約３０μｍである。
【００４０】
アルミニウム粉末溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で約２０分程度加熱処理するのが望ましい。アルミニウムは、溶融温度が７００℃であり、この温度まで加熱すると、溶け出すのでアルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となる。アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となると、プライマー層７が載せ難くなるので、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａの粗面化が必要となる。従って、鉄基材２は、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理を行う。鉄基材２を約２０分間、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２の表面２ａとアルミニウムメッキ層４の裏面４ｂが溶融して鉄−アルミニウム合金層３が形成され、同様に鉄基材２の裏面２ｂとアルミニウムメッキ層１３の表面１３ａが溶融して鉄−アルミニウム合金層１２が形成される。鉄−アルミニウム合金層３，１２の厚みは、約５μｍである。従って、アルミニウムメッキ層４，１３の厚みが、約１０μｍから約５μｍとなる。アルミニウムメッキ層４，１３は、この鉄−アルミニウム合金層３，１２により密着度が高まって、鉄基材２に強固に接合され、鉄基材２から剥がれ難くなり、耐久性が向上すると共に、水分、油分のブロック効果を高めている。
【００４１】
次に、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａに前記封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６を形成した後、鉄基材２を気密室に入れて真空状態にし、アルミニウム粉末溶射層５内の粉末間にある気体、封口処理層６に含まれる気泡を抜いて、脱気させる。脱気時間は、約１０分程度であるが、アルミニウム粉末溶射層５、封口処理層６の厚み、真空圧等の種々の状況に応じて変えられるのは勿論である。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａに前記フッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。このようにして、加熱用プレート１１が製造される。
【００４２】
加熱用プレート１１は、耐久性に優れ、リコートし易く廃棄する必要がないので経済的であり、且つ環境に優しい。また、加熱用プレート１１は、リコートする場合、サンドブラスター（ブラスト加工）でフッ素樹脂層８、プライマー層７を削り取っても、アルミニウムメッキ層４、鉄−アルミニウム合金層３があるので、鉄基材２が保護されており、鉄基材２が露出することがなく、傷つかないので、再度表面処理して何度でも使用することができる。 同様に、加熱用プレート１１は、リコートする場合、高温処理でフッ素樹脂層８、プライマー層７を焼き払って削り取っても、アルミニウムメッキ層４、鉄−アルミニウム合金層３があるので、鉄基材２が保護されており、鉄基材２が傷つかないので、再度表面処理して何度でも使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明に係る加熱用プレートは、パンの焼き型、肉野菜を加熱調理するホットプレート等、食材を加熱して調理する調理器具に利用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明に係る加熱用プレートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本願発明に係る加熱用プレートの他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 加熱用プレート
２ 鉄基材
２ａ 表面
２ｂ 裏面
３ 鉄−アルミニウム合金層
３ａ 表面
３ｂ 裏面
４ アルミニウムメッキ層
４ａ 表面
４ｂ 裏面
５ アルミニウム粉末溶射層（溶射層）
５ａ 表面
５ｂ 裏面
６ 封口処理層
６ａ 表面
７ プライマー層
７ａ 表面
８ フッ素樹脂層
８ａ 表面
９ 保護層
１１ 加熱用プレート
１２ 鉄−アルミニウム合金層
１２ａ 表面
１２ｂ 裏面
１３ アルミニウムメッキ層
１３ａ 表面
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、食材等を加熱して調理する、表面がフッ素樹脂加工された加熱プレート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面がフッ素樹脂加工された加熱用プレートが存在する。当該加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面に溶射された粉末溶射層と、粉末溶射層の表面に塗装されたプライマー層と、プライマー層の表面に塗布されたフッ素樹脂層とからなる（例えば、特許文献１）。また、従来の加熱用プレートの製造方法は、鉄基材の表面をブラスト加工し、鉄基材のブラスト加工した表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成することによって加熱用プレートを製造する。
【特許文献１】特開平５−２４５０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の加熱用プレートおよび従来の製造方法によって製造された加熱用プレートは、粉末溶射層が金属、合金、サーメット又はセラミックス等の溶射粉末で構成され、この粉末溶射層の粉末間が互いに溶着せずに隙間が形成されている。そのため、上記従来の加熱用プレートは、通常、フッ素樹脂層により、水分、油分をはじいているが、長期間使用していると、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりすることになり、その欠損部から水分が粉末溶射層に入ることになる。水分は、粉末溶射層の粉末間の隙間に浸入し、鉄基材を錆び付かせる。従って、従来の加熱用プレートは、寿命が短いという問題点があった。
【０００４】
上記従来の加熱用プレートは、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりした場合、再度ブラスト加工によりフッ素樹脂層及び粉末溶射層を除去し、上記製造工程によりリサイクルすることが可能である。しかし、鉄基材が錆びている場合が多く、ブラスト加工によりその錆を落とすと、その落とされた錆がサンドに混入し、錆の混入したサンドを吹き付けて、鉄基材全体に錆を付着させることになるので、加熱用プレートのリサイクルは困難であった。従って、加熱用プレートの交換サイクルは、約１年であり、再利用し難いことから、廃棄処分に苦労するという問題点があった。
【０００５】
また、従来の加熱用プレートは、表面にアルミニウムメッキ層が被覆されているものがあるが、上記したように、ブラスト加工するとアルミニウムメッキ層を剥がしてしまうことがあるので、リサイクルが難しいという問題点があった。
【０００６】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、錆の発生を防ぎ、寿命を飛躍的に伸ばすと共にリサイクルの容易な構造にした加熱用プレート及びこれの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に係る加熱用プレートは、上記目的を達成するため、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなる。
【０００８】
本願請求項２に係る加熱用プレートは、上記目的を達成するため、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなる。
【０００９】
本願請求項３に係る加熱用プレートの製造方法は、上記目的を達成するため、鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造する。
【００１０】
本願請求項４に係る加熱用プレートの製造方法は、上記目的を達成するため、アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造する。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明に係る加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなり、アルミニウム溶射層の粉末間の隙間が封口処理層の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム溶射層に入っても、封口処理層で水分、油分を確実にはじき、鉄基材の錆びを防ぐことができるという効果がある。そのため、加熱用プレートの寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができるという効果がある。また、鉄基材に錆が発生しないので、鉄基材を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができるという効果がある。再利用するため再表面処理する際、鉄基材に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材の劣化を防ぎ、加熱用プレートの寿命を大幅に向上することができるという効果がある。また、鉄基材の表面側には鉄−アルミニウム合金層が形成されているため、前記封口処理層と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材の錆発生を抑えることができるという効果がある。
【００１２】
本願発明に係る加熱用プレートは、鉄基材と、鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、溶射層の表面に形成された封口処理層と、封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなり、溶射層の粉末間の隙間が封口処理層の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分が溶射層に入っても、封口処理層で水分、油分を確実にはじき、鉄基材の錆びを防ぐことができるという効果がある。そのため、加熱用プレートの寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができるという効果がある。また、鉄基材に錆が発生しないので、鉄基材を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができるという効果がある。再利用するため再表面処理する際、鉄基材に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材の劣化を防ぎ、加熱用プレートの寿命を大幅に向上することができるという効果がある。また、鉄基材の表面側には鉄−アルミニウム合金層が形成されているため、前記封口処理層と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材の錆発生を抑えることができるという効果がある。さらに、アルミニウムメッキ層は、鉄基材に対して、鉄−アルミニウム合金層によって強固に接合されているため、再表面化処理の際に行われるブラスト加工で剥がれることが極めて少ない。そのため、本願発明に係る加熱用プレートは、ブラスト加工してもアルミニウムメッキ層を剥がすことがないので、安心してリサイクルを行うことができるという効果がある。
【００１３】
本願発明に係る加熱用プレートの製造方法は、鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成するので、上記効果を有する加熱用プレートを製造することができるという効果がある。
【００１４】
本願発明に係る加熱用プレートの製造方法は、アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成するので、上記効果を有する加熱用プレートを製造することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本願発明の実施の形態を図１乃至図２に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る加熱用プレートの一つの実施の形態を示す断面図である。図２は、本願発明に係る加熱用プレートの他の実施の形態を示す断面図である。
【００１６】
加熱用プレート１は、図１に示すように、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウム溶射層５と、アルミニウム溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
【００１７】
加熱用プレート１の製造方法は、鉄基材２の表面２ａをブラスト加工して粗面化する。鉄基材２のブラスト加工して粗面化した表面２ａにアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層５を形成する。アルミニウム溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２とアルミニウム溶射層５の間に鉄−アルミニウム合金層３が形成される。アルミニウム溶射層５の表面５ａに封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａにフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。
【００１８】
加熱用プレート１は、アルミニウム溶射層５の粉末間の隙間が封口処理層６の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム溶射層５に入っても、封口処理層６で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆びを防ぐことができる。そのため、加熱用プレート１の寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができる。また、加熱用プレート１は、鉄基材２に錆が発生しないので、鉄基材２を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材２を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができる。再利用するため再表面処理する際、鉄基材２に錆が発生していないので、ブラスト加工のサンドに錆が混入することがなく、鉄基材２の劣化を防ぎ、加熱用プレート１の寿命を大幅に向上することができる。また、加熱用プレート１は、鉄基材２の表面２ａ側には鉄−アルミニウム合金層３が形成されているため、前記封口処理層６と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材２の錆発生を抑えることができる。
【００１９】
加熱用プレート１１は、図２に示すように、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに形成された溶射層５と、溶射層５の表面５ａに形成された封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに塗布されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに形成されたフッ素樹脂層８とからなる。
【００２０】
加熱用プレート１１の製造方法は、アルミニウムメッキ層４が形成された鉄基材２のアルミニウムメッキ層４表面４ａをブラスト加工して粗面化する。ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層４表面４ａに溶射材を溶射して溶射層５を形成する。溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２とアルミニウムメッキ層４の間に鉄−アルミニウム合金層３が形成される。溶射層５の表面５ａに封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａにフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。
【００２１】
加熱用プレート１１は、溶射層５の粉末間の隙間が封口処理層６の封口処理材によって完全に塞がれているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分が溶射層５に入っても、封口処理層６で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆びを防ぐことができる。そのため、加熱用プレート１１の寿命を従来の加熱用プレートと較べて大幅に伸ばすことができる。また、鉄基材２に錆が発生しないので、鉄基材２を何度でも再加工して再表面処理することができ、そのため鉄基材２を廃棄処分する手間を省き、コストの削減を図ることができる。また、鉄基材２の表面２ａ側には鉄−アルミニウム合金層３が形成されているため、前記封口処理層６と相俟って、より一層水分、油分の浸入を防ぎ、鉄基材２の錆発生を抑えることができる。さらに、アルミニウムメッキ層４は、鉄−アルミニウム合金層３によって密着度が高まり、鉄基材２に強固に接合されているため、耐久性が向上すると共に、再表面化処理の際に行われるブラスト加工で剥がれることが極めて少ない。そのため、加熱用プレート１１は、ブラスト加工してもアルミニウムメッキ層４を剥がすことがないので、安心してリサイクルを行うことができる。
【００２２】
さらに加熱用プレートについて詳細に説明する。図１に示すように、加熱用プレート１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に溶射されたアルミニウム粉末溶射層５と、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間を封口する封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに積層されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに積層されたフッ素樹脂層８と、鉄基材２の裏面２ｂに積層された保護層９とからなる。
【００２３】
鉄基材２は、厚みが約０．６〜１．５ｍｍであり、表面２ａ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層３が形成されている。鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａには、プラズマ，アーク，ガス等の溶射法により、アルミニウムを溶射粉末とするアルミニウム粉末溶射層５が被覆されている。アルミニウム粉末溶射層５は、約２５〜３０μｍの厚みである。
【００２４】
アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａには、封口処理層６が積層されている。封口処理層６は、約５〜１０μｍの厚みである。封口処理層６を形成する封口処理材は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱性のある樹脂である。
【００２５】
アルミニウム粉末溶射層５は、微細な粉末が重なり合った積層構造であり、空隙を有する多孔質層となっているが、前記封口処理材が溶射層５の表面５ａに塗布されるため、空隙が封口処理材によって完全に塞がれる。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００２６】
封口処理層６の表面６ａに、プライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７は、約１０〜１５μｍの厚みである。このプライマー層７にフッ素樹脂を塗布し、焼き付けて厚みが約３０〜５０μｍのフッ素樹脂層８を形成する。フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等である。鉄基材２の裏面２ｂには、シリコーン樹脂、金属粉、セラミック粉を有する変性型シリコンの塗料が塗布され、厚みが約２０〜３０μｍの保護層９が形成さている。
【００２７】
加熱用プレート１は、以下のようにして製造される。鉄基材２の表面２ａをブラスト加工して、表面２ａを粗面化する。粗面化した鉄基材２の表面２ａにアルミニウムの溶射粉末で構成される溶射材を、プラズマ，アーク，ガス等の溶射方法により溶射してアルミニウム粉末溶射層５を形成する。アルミニウム粉末溶射層５の厚みは、約３０〜３５μｍである。アルミニウム粉末溶射層５が形成された鉄基材２を約２０分程度加熱処理する。この加熱処理する温度は、５００℃〜６００℃の範囲が望ましい。アルミニウムは、溶融温度が７００℃であり、この温度まで加熱すると、溶け出すのでアルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となる。アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となると、プライマー層７が載せ難くなるので、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａの粗面化が必要となる。従って、鉄基材２は、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理を行う。
【００２８】
鉄基材２を約２０分間、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２の表面２ａとアルミニウム粉末溶射層５の裏面５ｂが溶融して鉄−アルミニウム合金層３が形成される。鉄−アルミニウム合金層３の厚みは、約５μｍである。従って、アルミニウム粉末溶射層５の厚みが、約３０〜３５μｍから約２５〜３０μｍとなる。アルミニウム粉末溶射層５は、この鉄−アルミニウム合金層３により鉄基材２に強固に接合される。
【００２９】
次に、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａに前記封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６を形成した後、鉄基材２を気密室に入れて真空状態にし、アルミニウム粉末溶射層５内の粉末間にある気体、封口処理層６に含まれる気泡を抜いて、脱気させる。脱気時間は、約１０分程度であるが、アルミニウム粉末溶射層５、封口処理層６の厚み、真空圧等の種々の状況に応じて変えられるのは勿論である。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００３０】
封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａに前記フッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。鉄基材２の裏面２ｂに、シリコーン樹脂、金属粉、セラミック粉を有する塗料を塗布して保護層９を形成する。このようにして、加熱用プレート１が製造される。
【００３１】
上記した加熱用プレート１は、両面が加工されるので、従来のように、両面がアルミメッキされた鋼板を使用する必要がなく、安価な鋼板を使用することができる。また、アルミニウム粉末溶射層５の粉末間の隙間が封口処理材で埋められているため、フッ素樹脂層８がひび割れたり、欠けたりして、その欠損部から水分がアルミニウム粉末溶射層５に入っても、そのアルミニウム粉末溶射層５及び鉄−アルミニウム合金層３で水分、油分を確実にはじき、鉄基材２の錆び防ぐことがきる。このように、加熱プレート１は、鉄基材２の劣化が防がれているので、寿命を大幅に向上することができる。
【００３２】
加熱用プレート１は、再表面加工する際、メッキがないので、メッキのことを考慮せずに、ブラスト加工することができる。鉄基材２の表面２ａは、錆の発生が阻止されているので、ブラスト加工してもサンドに錆が混入することがなく、そのため、鉄基材２の表面２ａまでブラスト加工することができ、リサイクルが可能である。
【００３３】
図２に示すように、加熱用プレート１１は、鉄基材２と、鉄基材２の表面２ａ側に形成された鉄−アルミニウム合金層３と、鉄−アルミニウム合金層３の表面３ａ側に形成されたアルミニウムメッキ層４と、アルミニウムメッキ層４の表面４ａに溶射された溶射層５と、溶射層５の粉末間を封口する封口処理層６と、封口処理層６の表面６ａに積層されたプライマー層７と、プライマー層７の表面７ａに積層されたフッ素樹脂層８と、鉄基材２の裏面２ｂ側に形成された鉄−アルミニウム合金層１２と、鉄−アルミニウム合金層１２の裏面１２ｂ側に形成されたアルミニウムメッキ層１３とからなる。
【００３４】
鉄基材２は、厚みが約０．６〜１．５ｍｍであり、表面２ａ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層３が形成され、裏面２ｂ側には約５μｍの厚みの鉄−アルミニウム合金層１２が形成されている。アルミニウムメッキ層４，１３は、約５μｍの厚みである。アルミニウムメッキ層４の表面４ａには、プラズマ，アーク，ガス等の溶射法により、溶射層５が被覆されている。溶射層５は、約３０μｍの厚みである。
【００３５】
この溶射層５を形成する溶射粉末は、金属／合金、サーメット又はセラミックス等である。金属／合金の代表的なものは、アルミニウム、銅、モリブデン、ニッケル、タングステン、銅合金、ニッケル合金、コバルト合金、Ｎｉ自溶合金、Ｃｏ自溶合金、炭素鋼、ステンレス鋼、ハステロイ、その他がある。サーメットの代表的なものは、炭化物係サーメット、酸化物系サーメット、アブレイダブル、その他がある。セラミックスの代表的なものは、アルミナ、ジルコニア、チタニア、クロミア、アルミナ・チタニア、安定化ジルコニア、ジルコン、スピネル、ムライト、その他がある。本実施の形態で使用する溶射粉末は、アルミニウムである。
【００３６】
溶射層５の表面５ａには、封口処理層６が積層されている。封口処理層６は、約５〜１０μｍの厚みである。封口処理層６を形成する封口処理材は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、シリコーン樹脂等の耐熱性のある樹脂である。溶射層５は、微細な粉末が重なり合った積層構造であり、空隙を有する多孔質層となっているが、前記封口処理材が溶射層５の表面５ａに塗布されるため、空隙が封口処理材によって完全に塞がれる。
【００３７】
封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材が溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。
【００３８】
封口処理層６の表面６ａに、プライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７は、約１０〜１５μｍの厚みである。このプライマー層７にフッ素樹脂を塗布し、焼き付けて厚みが約３０〜５０μｍのフッ素樹脂層８を形成する。フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等である。
【００３９】
加熱用プレート１１は、以下のようにして製造される。鉄基材２の表面２ａ及び裏面２ｂにアルミニウムのメッキを行いアルミニウムメッキ層４，１３を形成する。最初から両面２ａ，２ｂにアルミニウムメッキ層４，１３が形成された鉄基材２を使用しても構わない。この時のアルミニウムメッキ層４，１３の厚みは、約１０μｍである。アルミニウムメッキ層４の表面４ａをブラスト加工して、表面４ａを粗面化する。粗面化したアルミニウムメッキ層４の表面４ａにアルミニウムの溶射粉末で構成される溶射材を、プラズマ，アーク，ガス等の溶射方法により溶射して溶射層５を形成する。アルミニウム粉末溶射層５の厚みは、約３０μｍである。
【００４０】
アルミニウム粉末溶射層５が形成された鉄基材２を５００℃〜６００℃の範囲で約２０分程度加熱処理するのが望ましい。アルミニウムは、溶融温度が７００℃であり、この温度まで加熱すると、溶け出すのでアルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となる。アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａが平滑となると、プライマー層７が載せ難くなるので、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａの粗面化が必要となる。従って、鉄基材２は、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理を行う。鉄基材２を約２０分間、５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理すると、鉄基材２の表面２ａとアルミニウムメッキ層４の裏面４ｂが溶融して鉄−アルミニウム合金層３が形成され、同様に鉄基材２の裏面２ｂとアルミニウムメッキ層１３の表面１３ａが溶融して鉄−アルミニウム合金層１２が形成される。鉄−アルミニウム合金層３，１２の厚みは、約５μｍである。従って、アルミニウムメッキ層４，１３の厚みが、約１０μｍから約５μｍとなる。アルミニウムメッキ層４，１３は、この鉄−アルミニウム合金層３，１２により密着度が高まって、鉄基材２に強固に接合され、鉄基材２から剥がれ難くなり、耐久性が向上すると共に、水分、油分のブロック効果を高めている。
【００４１】
次に、アルミニウム粉末溶射層５の表面５ａに前記封口処理材を塗布して封口処理層６を形成する。封口処理層６を形成した後、鉄基材２を気密室に入れて真空状態にし、アルミニウム粉末溶射層５内の粉末間にある気体、封口処理層６に含まれる気泡を抜いて、脱気させる。脱気時間は、約１０分程度であるが、アルミニウム粉末溶射層５、封口処理層６の厚み、真空圧等の種々の状況に応じて変えられるのは勿論である。封口処理材が塗布された鉄基材２を気密室に入れて真空状態にすると、封口処理層６内の気泡と、溶射層５の粉末間にある気体が抜けて脱気することができ、封口処理材がアルミニウム粉末溶射層５の粉末間に浸入して、確実に粉末間の隙間を埋めることができる。封口処理層６の表面６ａにプライマーを塗布してプライマー層７を形成する。プライマー層７の表面７ａに前記フッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層８を形成する。このようにして、加熱用プレート１１が製造される。
【００４２】
加熱用プレート１１は、耐久性に優れ、リコートし易く廃棄する必要がないので経済的であり、且つ環境に優しい。また、加熱用プレート１１は、リコートする場合、サンドブラスター（ブラスト加工）でフッ素樹脂層８、プライマー層７を削り取っても、アルミニウムメッキ層４、鉄−アルミニウム合金層３があるので、鉄基材２が保護されており、鉄基材２が露出することがなく、傷つかないので、再度表面処理して何度でも使用することができる。 同様に、加熱用プレート１１は、リコートする場合、高温処理でフッ素樹脂層８、プライマー層７を焼き払って削り取っても、アルミニウムメッキ層４、鉄−アルミニウム合金層３があるので、鉄基材２が保護されており、鉄基材２が傷つかないので、再度表面処理して何度でも使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明に係る加熱用プレートは、パンの焼き型、肉野菜を加熱調理するホットプレート等、食材を加熱して調理する調理器具に利用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明に係る加熱用プレートの一つの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本願発明に係る加熱用プレートの他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 加熱用プレート
２ 鉄基材
２ａ 表面
２ｂ 裏面
３ 鉄−アルミニウム合金層
３ａ 表面
３ｂ 裏面
４ アルミニウムメッキ層
４ａ 表面
４ｂ 裏面
５ アルミニウム粉末溶射層（溶射層）
５ａ 表面
５ｂ 裏面
６ 封口処理層
６ａ 表面
７ プライマー層
７ａ 表面
８ フッ素樹脂層
８ａ 表面
９ 保護層
１１ 加熱用プレート
１２ 鉄−アルミニウム合金層
１２ａ 表面
１２ｂ 裏面
１３ アルミニウムメッキ層
１３ａ 表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄基材と、
鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、
鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、
アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、
封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、
プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなることを特徴とする加熱用プレート。
【請求項２】
鉄基材と、
鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、
鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、
アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、
溶射層の表面に形成された封口処理層と、
封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、
プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなることを特徴とする加熱用プレート。
【請求項３】
鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、
鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、
アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、
アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、
封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、
プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造することを特徴とする加熱用プレートの製造方法。
【請求項４】
アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、
ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、
溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、
溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、
封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、
プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造することを特徴とする加熱用プレートの製造方法。
【請求項１】
鉄基材と、
鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、
鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウム溶射層と、
アルミニウム溶射層の表面に形成された封口処理層と、
封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、
プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなることを特徴とする加熱用プレート。
【請求項２】
鉄基材と、
鉄基材の表面側に形成された鉄−アルミニウム合金層と、
鉄−アルミニウム合金層の表面側に形成されたアルミニウムメッキ層と、
アルミニウムメッキ層の表面に形成された溶射層と、
溶射層の表面に形成された封口処理層と、
封口処理層の表面に塗布されたプライマー層と、
プライマー層の表面に形成されたフッ素樹脂層とからなることを特徴とする加熱用プレート。
【請求項３】
鉄基材の表面をブラスト加工して粗面化し、
鉄基材のブラスト加工して粗面化した表面にアルミニウム粉末の溶射材を溶射してアルミニウム溶射層を形成し、
アルミニウム溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウム溶射層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、
アルミニウム溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、
封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、
プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造することを特徴とする加熱用プレートの製造方法。
【請求項４】
アルミニウムメッキ層が形成された鉄基材のアルミニウムメッキ層表面をブラスト加工して粗面化し、
ブラスト加工して粗面化したアルミニウムメッキ層表面に溶射材を溶射して溶射層を形成し、
溶射層が形成された鉄基材を５００℃〜６００℃の範囲で加熱処理して鉄基材とアルミニウムメッキ層の間に鉄−アルミニウム合金層を形成し、
溶射層の表面に封口処理材を塗布して封口処理層を形成し、
封口処理層の表面にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、
プライマー層の表面にフッ素樹脂を焼き付けてフッ素樹脂層を形成して加熱用プレートを製造することを特徴とする加熱用プレートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１１５４３１（Ｐ２００８−１１５４３１Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００３２８（Ｐ２００６−３００３２８）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（５０５３８６０９６）小野工芸株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（５０５３８６０９６）小野工芸株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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