(57)【要約】ソルゲル法で塗布されたコーティングが設けられたアルミニウム敷板を少なくとも含み、アルミニウム敷板とソルゲルコーティングの間に、中間層を有する、家庭用電気製品を開示する。中間層は、多層構造を含む。そのような家庭用電気製品を製造する方法も開示する。製造方法は、アルミニウム基板を準備する段階と、リン酸の溶液を含む電解液においてアルミニウム敷板に電気化学処理を施すことにより、酸化アルミにムからなる多孔中間層を塗布する段階と、電解液内の電気化学処理によって、酸化アルミニウムからなる高密度中間層を塗布する段階と、処理された基板上にソルゲルコーティングを設ける段階とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソルゲル法で塗布されるコーティングが設けられたアルミニウム基板を少なくとも含み、上記アルミニウム敷板と上記ソルゲルコーティングとの間に中間層がある、家庭用電気製品であって、
上記中間層は、多層構造を含むことを特徴とする電気製品。
【請求項２】
上記中間多層構造は、比較的多孔性の層と、比較的高密度の層を少なくとも含むことを特徴とする請求項１記載の家庭用電気製品。
【請求項３】
上記比較的多孔性の層は、酸化アルミニウムからなる多孔層を含むことを特徴とする請求項２記載の家庭用電気製品。
【請求項４】
上記比較的高密度の層は、酸化アルミニウムからなる高密度層を含むことを特徴とする請求項２記載の家庭用電気製品。
【請求項５】
酸化アルミニウムからなる上記多孔中間層は、少なくとも０．５マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項３記載の家庭用電気製品。
【請求項６】
酸化アルミニウムからなる上記高密度中間層は、少なくとも５マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項４記載の家庭用電気製品。
【請求項７】
上記家庭用電気製品は、食べ物、及び／又は、飲み物の下準備をする電気製品を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の家庭用電気製品。
【請求項８】
上記家庭用電気製品は、アイロンを含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の家庭用電気製品。
【請求項９】
ソルゲル法で塗布されるコーティングが設けられたアルミニウム敷板を含み、上記アルミニウム敷板と上記ソルゲルコーティングとの間に中間層がある、アイロンであって、
上記中間層は、請求項１乃至５に記載の多層構造を含むことを特徴とするアイロン。
【請求項１０】
上記ソルゲルコーティングは、２０乃至８０マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項９記載のアイロン。
【請求項１１】
上記ソルゲルコーティングは、３０乃至４０マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項９記載のアイロン。
【請求項１２】
上記ソルゲルコーティングは、異なる連続層からなる積み重ねであることを特徴とする請求項９記載のアイロン。
【請求項１３】
ソルゲル法で塗布されたコーティングが設けられたアルミニウムのアイロン敷板であって、
上記アルミニウム敷板と上記ソルゲルコーティングの間に中間層があり、
上記中間層は、請求項１乃至６記載の多層構造を含むことを特徴とするアルミニウムのアイロン敷板。
【請求項１４】
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の家庭用電気製品を製造する方法であって、
アルミニウム基板を準備する段階と、
リン酸溶液を含む電解液内で、上記アルミニウム敷板に電気化学的処理を施すことによって、酸化アルミニウムからなる多孔中間層を塗布する段階と、
電解液内での電気化学処理によって、酸化アルミニウムからなる高密度中間層を塗布する段階と、
上記処理された基板上に、ソルゲルコーティングを設ける段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
酸化アルミニウムからなる高密度中間層を塗布するために用いられる上記電解液は、シュウ酸、硫酸、又は、シュウ酸及び硫酸の混合体の溶液を含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、家庭用電気製品に係る。本発明の家庭用電気製品は、ソルゲル法で塗布されるコーティングが設けられたアルミニウム基板を少なくとも含み、アルミニウム敷板とソルゲルコーティングとの間に中間層がある。本発明は更に、そのような家庭用電気製品を製造する方法に係る。
【０００２】
ソルゲルコーティングが塗布された、加熱可能なアルミニウム基板を含む家庭用電気製品は、この技術において周知である。ソルゲルコーティングの利点は、耐熱性であり、且つ、比較的ひっかき傷に強いことである。このような電気製品の例としては、コーヒーメーカ、トースタ、グリル、又は、オーブンといった、食べ物、及び／又は、飲み物を下処理する電気製品が挙げられる。このような電気製品の別の例としては、衣服の手入れの分野におけるものであり、（スチーム）アイロンが挙げられる。
【０００３】
本出願人によって出願された国際出願ＷＯ９８／１３５４４は、無機高分子を含む減摩層が設けられるアルミニウム敷板を有するアイロンが開示される。減摩層は、ソルゲル法によってアルミニウム敷板に塗布され得る。減摩層のひっかき傷耐性を向上するために、敷板と減摩層との間に、堅い中間層が設けられる。この堅い中間層は、一般的に、５乃至６０マイクロメートルの厚さを有する。
【０００４】
ＷＯ９８／１３５４４の構造体の不利点は、乾燥及び硬化させることによって、ソルゲル層内に高い応力が生じ、ソルゲル層にクラックの形成が観察された点である。この応力によって、基板への接着が十分ではないので、ソルゲル層が剥がれてしまう。
【０００５】
本発明は、前提部分に記載したような家庭用電気製品を提供することを目的とし、その電気製品のアルミニウム基板には、ソルゲルコーティングが塗布される。このソルゲルコーティングは、改善された引っかき傷耐性と、アルミニウム基板への改善された接着力を有する。ソルゲルコーティングの基板への改善された接着力とは、ソルゲルコーティングが比較的厚い場合でも、コーティングが剥がれることなく、アルミニウム基板に接着するほどの接着力であるべきである。更に、本発明は、そのような家庭用電気製品を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
尚、本出願において、アルミニウムという用語は、アルミニウム、及び、アルミニウム合金の両方を指し示すことを理解するものとする。
【０００７】
本発明の上述の目的及び他の目的は、中間層が、多層構造を有することを特徴とする、前提部分に記載されるようなアイロンによって達成される。
【０００８】
そのような多層構造は、ソルゲルコーティングのアルミニウム基板への接着を良好にし、ひっかき傷耐性を向上させる。比較的厚いソルゲルコーティングの場合でも、アルミニウム基板への接着が確実にされる。
【０００９】
特に、中間多層構造は、比較的多孔性の層と、比較的高密度の層とを少なくとも含む。多孔層は、ソルゲル層に隣接し、高密度層は、多孔層と基板との間に位置する。
【００１０】
多孔中間層は、ソルゲルコーティングが、表面に付着するための定着点を与える。中間層の上に塗布されるソルゲルコーティングは、孔の中に入り込み、それにより、一種の相互貫入網を形成する。従って、多孔層があることによって、良好な機械的接着が与えられることが明らかである。
【００１１】
また、高密度層があることによって、ソルゲルコーティングの良好な引っかき傷耐性を保証する、堅く、高密度のコアの層が与えられる。
【００１２】
多孔中間層は、酸化アルミニウムからなる多孔層を含むことが好適である。
【００１３】
良好に画成される孔構造を有するこのような多孔中間層を使用することによって、ソルゲルコーティングとアルミニウム基板との間の非常に良好な接着が与えられる。
【００１４】
原則的に、様々な堅くて高密度の中間層を適用することが可能ではあるが、高密度中間層は、酸化アルミニウムからなる高密度層を含むことが有利である。
【００１５】
ソルゲルコーティングの敷板への最適な接着効果を得るには、酸化アルミニウムの多孔中間層は、少なくとも０．５マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することが有利である。
【００１６】
酸化アルミニウムの多孔層の厚さは、ソルゲルコーティングのアルミニウム基板への接着のために、最も重要なことである。しかし、ソルゲルコーティングの引っかき傷耐性も、酸化アルミニウム層に左右される。良好な接着特性を得るためには、非常に薄い、多孔酸化アルミニウム層のみが必要である。この場合、多孔酸化アルミニウム層の厚さは、約０．５乃至１マイクロメートル（μｍ）のオーダであってよい。しかし、ひっかき傷耐性を向上するには、多孔層は、少なくとも、３乃至４マイクロメートル（μｍ）であるべきである。層が厚くなるほど、引っかき傷耐性はよくなる。層が厚くなるほど重要になってくる、酸化アルミニウム層を生成するための時間的要因を考慮するに、多孔酸化物層は、２０マイクロメートル（μｍ）を超えないことが好適である。
【００１７】
１つの好適な実施例では、酸化アルミニウムの高密度中間層は、少なくとも５マイクロメートル（μｍ）の厚さを有する。
【００１８】
高密度中間層の一般的な厚さは、５乃至５０マイクロメートル（μｍ）である。
【００１９】
１つの有利な実施例では、本発明の家庭用電気製品は、食べ物、及び／又は、飲み物の下準備をするための電気製品を含む。
【００２０】
そのような電気製品は、以下に制限されないが、コーヒーメーカ、トースタ、グリル、又は、オーブンが挙げられる。このような家庭用電気製品の別の一般的な例としては、ソルゲルコーティングが施された深鍋や平鍋といった調理器具が挙げられる。アルミニウム基板とソルゲルコーティングの間に２層の中間構造が設けられることによって、ソルゲル層が良好に接着し、且つ、ソルゲルコーティングの良好なひっかき傷耐性が保証される。
【００２１】
本発明の１つの好適な実施例では、家庭用電気製品はアイロンを含む。
【００２２】
尚、アイロンという用語は、ノンスチームアイロンとスチームアイロンの両方を指し示す。
【００２３】
特に、アイロンのアルミニウム敷板に塗布可能であるソルゲルコーティングは、５乃至１００マイクロメートル（μｍ）の厚さを有する。
【００２４】
ソルゲルコーティングは、２０乃至８０マイクロメートル（μｍ）、より好適には、３０乃至４０マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することが有利である。
【００２５】
約１０乃至２５マイクロメートル（μｍ）の厚さを有する単層のソルゲルコーティングを塗布することができる。厚いコーティングが要求される場合、ソルゲルコーティングは、異なる連続層の積み重ねであることが有利である。
【００２６】
本発明は、上述したように開示した家庭用電気製品を製造する方法に係る。本発明の方法は、アルミニウム基板を準備する段階と、リン酸の溶液を含む電解液内で、アルミニウム敷板に電気化学的処理を施すことによって、酸化アルミニウムからなる多孔中間層を塗布する段階と、電解液内の電気化学処理によって、酸化アルミニウムからなる高密度中間層を塗布する段階と、処理された基板上にソルゲルコーティングを設ける段階とを含むことを特徴とする。
【００２７】
電気化学処理において酸化アルミニウムの高密度中間層を塗布するのに、当業者には周知である幾つかの電解液を使用することができるが、シュウ酸、又は、硫酸、或いは、それらの混合体の溶液を含む電解液が用いられることが有利である。
【００２８】
上述した陽極酸化処理した層の組合せは、非常に良好な結果をもたらす。第１に、リン酸による陽極酸化処理は、ソルゲルコーティングの良好な接着を確実にする多孔酸化物を得るために使用される。多孔層の一般的な厚さは、１乃至５マイクロメートル（μｍ）である。第２の段階は、シュウ酸による陽極酸化処理を施すことである。更に、硫酸、又は、シュウ酸と硫酸の混合体を用いることが可能である。この処理段階において、堅い高密度酸化物層が、アルミニウム基板と、リン酸によって陽極酸化処理された層との間に置かれる。高密度酸化物層の一般的な厚さは、約５乃至５０マイクロメートル（μｍ）である。この新しい連続式の陽極酸化処理の結果、ソルゲルコーティングのための接着のための多孔の上部層と、ソルゲルコーティングの良好な引っかき傷耐性を保証する固い高密度コア層である２つの層を有する構造が得られる。
【００２９】
尚、上述の連続式の陽極酸化処理を用いて、ソルゲル以外の他のコーティングも適用することができる。そのような代替コーティングの一例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。
【００３０】
アルミニウムという用語は、アルミニウム、及び、アルミニウム合金を含む。アルミニウム合金に含まれ得る元素は、例えば、シリコン、マグネシウム、及び、当業者には周知である、他の好適な元素を含む。
【００３１】
ソルゲルコーティングは、当業者には周知である様々な方法で塗布されることが可能である。しかし、ソルゲルコーティングを、処理されたアルミニウム基板上に噴霧することが好適である。
【００３２】
本発明は更に、ソルゲル法で塗布されたコーティングが設けられるアルミニウム敷板に係る。アルミニウム敷板と、アイロンに使用するのに好適であるソルゲルコーティングの間に、中間層がある。本発明では、中間層は、多層構造を含む。本発明は、従来のアイロン、及び、スチームアイロンの両方に適用可能であることが観察されている。
【００３３】
本発明を、更に、以下の例及び実施例を参照して、説明する。
【００３４】
尚、図１及び図２のそれぞれに示される様々な要素は、概略的にのみ示され、寸法は合わされていない。
【００３５】
図１は、ソルゲルコーティングが設けられ、本発明の中間層を有するアルミニウム基板を示す断面図である。ソルゲルコーティングが施されたアルミニウム基板は、家庭用電気製品の一部をなす。この例では、アルミニウム基板（１）は、は、アルミニウムの薄板を含む。アルミニウム基板（１）は、一般的に、家庭用電気製品の別の要素に固定される。アルミニウム基板（１）には、酸化アルミニウムからなる高密度層（２）が設けられる。図示する例では、高密度層（２）の厚さは、約１０乃至１２マイクロメートルである。アルミニウム基板（１）に面していない高密度層（２）の表面には、酸化アルミニウムからなる多孔層（３）が設けられる。この多孔層（３）は、ソルゲルコーティング（４）の良好な接着を与えるためのプライマー層として機能する。ソルゲルコーティングは、多孔層（３）の上に塗布される。多孔酸化アルミニウム層（３）の厚さは、約３乃至４マイクロメートルである。ソルゲルコーティング（４）は、約１５マイクロメートルの厚さを有する。
【００３６】
図２は、本発明のアイロンを示す概略側面図である。本発明のアイロンは、プラスチック材料から形成可能である筐体（５）を含む。筐体の底面に、金属の敷板（６）が設けられる。この実施例では、敷板は、ダイキャスト可能なアルミニウムのブロック（７）から形成され、このブロックには、アルミニウムの薄板（１）が固定される。アルミニウム薄板（１）は、アイアニング板とも呼ばれる。上述したように、アルミニウム板は、アルミニウム、及び、アルミニウム合金を含むことができる。
【００３７】
筐体（５）に面していない方のアイアニング板（１）の表面には、酸化アルミニウムからなる高密度層（２）と酸化アルミニウムからなる多孔層（３）を含む、多層中間構造体が設けられる。高密度中間層（２）は、堅さと、引っかき傷耐性を与える。多孔酸化層（３）は、多孔層（３）の上に塗布されるソルゲルコーティング（４）の良好な接着を供給するためのプライマー層として作用する。高密度酸化アルミニウム層（２）の厚さは、約１０乃至１２マイクロメートルである。多孔酸化アルミニウム層（３）の厚さは、約３乃至４マイクロメートルである。ソルゲルコーティング（４）は、約３５マイクロメートルの厚さを有する。この例では、ソルゲルコーティングは、２層から構成され、即ち、２５マイクロメートルの厚さを有する第１の基礎コーティングと、１０マイクロメートルの上部コーティングとから構成される。
【００３８】
もう１つの有利な実施例では、アイアニング板（１）の両面に、酸化アルミニウムからなる多孔層（３）が設けられる（図１及び図２には図示せず）。アイアニング板（１）の筐体（１）に面している側に、多孔酸化アルミニウム層（３）があることは、アイアニング板（１）の筐体に面している面と、スチームアイロンの場合におけるスチーム室とが、シリコンペーストを用いて密閉されるので有用である。多孔酸化物層があることによって、シリコンペーストの密閉特性が向上される。
【００３９】
例１
アルミニウムのアイアニング板は、最初に、好適な洗浄剤にて脱脂され、続いて、酸性溶液（例えば、ＨＮＯ３）、又は、アルカリ性溶液（ＮａＯＨ）内でエッチングされ、表面を活性化及びきれいにする。
【００４０】
水道からの脱イオン水ですすいだ後、アイアニング板は、２５ｖ％（容量百分率）のリン酸である電解質溶液に浸漬される。溶液の温度は、約３０℃である。アルミニウムのアイアニング板は、陽極として接続され、ステンレススチールの対極が、陰極として使用される。１．５Ａ／ｄｍ２の電流密度が加えられ、処理の間維持される。１５分後に、電流はオフにされ、アイアニング板は、溶液から取り出され、水道からの脱塩水ですすがれる。この処理段階は、約３マイクロメートルの多孔層をもたらす。
【００４１】
次に、アイアニング板は、１リットルあたり約６０乃至８０グラムのシュウ酸を含む第２の電解質溶液に浸漬される。温度は一般的に、２１℃である。１．７Ａ／ｄｍ２の電流密度が、３０分間の処理の間、加えられる。この結果、約１０マイクロメートルの酸化物層が得られる。３０分が経過した後、電流はオフにされ、アイアニング板は、水道からの脱塩水ですすがれる。アイアニング板の前処理に続いて、ソルゲルコーティングが、スプレーコーティングによって塗布され、約１５分間、３００℃の温度で、オーブン内で硬化される。
【００４２】
例２
この例は、酸化アルミニウムからなる多孔層と、酸化アルミニウムからなる高密度層が電気化学的に設けられたアルミニウム表面へのソルゲルコーティングの改善されたひっかき傷耐性を示す。これは、サンドブラストによって粗くされたアルミニウム表面へのソルゲルコーティングの引っかき傷耐性と比較したものである。ここでは、ソルゲルコーティングのアルミニウム表面への接着は、酸化アルミニウムの多孔層によってのみ与えられる。
【００４３】
３つのアルミニウム板が用意される。アルミニウム板Ｉは、サンドブラストによってアルミニウム板の表面を粗くし、ソルゲルコーティングを塗布することにより用意される。アルミニウム板ＩＩは、シュウ酸による電気化学的処理以外は、例１のアイアニング板と同様の方法で用意される。アルミニウム板ＩＩＩは、例１に従って用意される。
【００４４】
アルミニウム板Ｉ乃至ＩＩＩに加えられる力と、コーティングの引っかき傷を測定した。以下の表１に結果を示す。
【００４５】
【表１】
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連続式の陽極酸化処理を適用した後（アルミニウム板ＩＩＩ）には、コーティングにひっかき傷を付けるには、かなり高い力が必要となることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ソルゲルコーティングが設けられ、本発明の中間層を有し、且つ、家庭用電気製品の一部を形成するアルミニウム基板を概略的に示す拡大詳細図である。
【図２】
本発明のアイロンを示す概略図である。
【国際公開パンフレット】
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2004518821.tif 000012
2004518821.tif 000013
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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