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JP3502785B2 - Coating structure of cooking vessel and method of forming the same - Google Patents

Coating structure of cooking vessel and method of forming the same

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JP3502785B2
JP3502785B2 JP12409799A JP12409799A JP3502785B2 JP 3502785 B2 JP3502785 B2 JP 3502785B2 JP 12409799 A JP12409799 A JP 12409799A JP 12409799 A JP12409799 A JP 12409799A JP 3502785 B2 JP3502785 B2 JP 3502785B2
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Japan
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ceramic
coating
fluororesin
coating structure
forming
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勇 長町
一幸 河上
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Zojirushi Corp
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Zojirushi Corp
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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
  • Cookers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、炊飯器、電磁調理
器等の調理容器の被膜構造及びその形成方法に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】従来、被膜構造として、銅製の容器本体
の表面に、銅─ニッケル合金層、ニッケル層、セラミッ
ク層、フッ素樹脂のプライマー層及びセラミックとフッ
素樹脂の混合物からなる上塗り層を形成したものがある
(登録実用新案第3022769号公報)。 【0003】また、他の被膜構造として、セラミック層
とフッ素樹脂を含む非粘着性樹脂層との間に、プライマ
ー層を備えたものがある(特開平8─66314号公
報)。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
被膜構造では、密着性の乏しいセラミック層とフッ素樹
脂のプライマー層とが直接接触しているので、層間剥離
を起こしやすいという問題がある。 【0005】また、いずれの被膜構造でも、素材の表面
に少なくとも3層以上を形成しなければならないため、
加工工程が多く、コストアップを招来するという問題が
ある。 【0006】そこで、本発明は、簡単な構造で密着性に
優れ、少ない工数で安価に加工可能な調理容器の被膜構
造及びその形成方法を提供することを課題とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、金属素材の表面に形成される
調理容器の被膜構造において、前記金属素材の表面に形
成され、セラミック塗料にフッ素系プライマー及びセラ
ミック中空ビーズを含有してなるセラミック被膜と、該
セラミック被膜の表面に形成されるフッ素樹脂被膜とか
らなり、前記セラミック被膜は、前記金属素材の近傍に
形成される前記セラミックのリッチ層と、前記フッ素樹
脂被膜の近傍に形成される前記フッ素樹脂及び前記セラ
ミック中空ビーズのリッチ層とを備えたものである。 【0008】前記調理容器の被膜構造は、金属素材の表
面に、セラミック塗料にフッ素系プライマーを混合し、
さらにセラミック中空ビーズを混合撹拌したものを塗布
して焼き付けた後、フッ素樹脂のディスパージョン又は
粉体塗料を塗布して焼き付けることにより形成すること
ができる。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。 【0010】図1は、本実施形態に係る調理容器1の断
面図、図2はその部分拡大図を示す。この調理容器1
は、容器本体2の内面に、順次、セラミック被膜3及び
フッ素樹脂被膜4を形成したものである。 【0011】前記調理容器1は次のようにして形成す
る。 【0012】まず、鉄系合金又はアルミニウム系合金の
板材をプレス加工や鋳造加工で有底筒状とし、容器本体
2を形成する。容器本体2は炭化水素系等の脱脂剤で脱
脂洗浄する。 【0013】そして、容器本体2の内面をブラスト加工
する。ここでは、吸引式エアブラストマシンを使用し、
粒度#100〜#120のアルミナ系研磨材を、3〜4
kg/cm2の空気圧で吹き付ける。このブラスト加工
は、容器本体2の内面2aの平均粗さが1〜2μmとな
るまで行う。 【0014】続いて、容器本体2の内面にセラミック塗
料を塗布することによりセラミック被膜3を形成する。 【0015】セラミック塗料には、セラミックのアルコ
ール溶液にフッ素プライマーを混合・撹拌したものを使
用する。この場合、セラミック成分に対するフッ素成分
は50〜200重量%とする。 【0016】前記アルコール溶液には、シリコンのアル
コレートシラン化合物,コロイダルシリカ等の溶液成分
(セラミック成分)に顔料等の微粒子を含有させたもの
を使用する。ここでの固形分の含有率は30〜40重量
%とする。 【0017】前記フッ素プライマーには、フッ素樹脂粉
末を含有する水性ディスパージョン液(分散液)を使用
する。フッ素プライマー中の固形分の含有率は30重
量%とする。フッ素樹脂粉末には、PTFE(ポリテト
ラフロロエチレン)やPFA(パーフロロアルキルビニ
ールエーテル樹脂)の含有率が20〜25重量%のもの
を使用する。 【0018】また、フッ素プライマーには、PES(ポ
リエーテルサルフォン)、PAI(ポリアミドイミド)
等の耐熱性樹脂をN─メチルポリロリドン溶剤に溶解し
たものを固形分として5〜10%混合する。 【0019】さらに、セラミック塗料には、セラミック
中空ビーズ5を、フッ素樹脂に対して10〜30重量%
添加する。セラミック中空ビーズ5には、例えば、平均
粒径10〜20μm、見掛け比重0.5〜0.8程度の
シラスバルーンを使用する。 【0020】こうして得られたセラミック塗料は、エア
ースプレーガンにより容器本体2の内面に均一に塗布す
る。塗布後は、180〜200℃で15〜20分間乾燥
して硬化させることによりセラミック被膜3を完成す
る。乾燥後の膜厚は15〜20μmとなるのが好まし
い。 【0021】次いで、セラミック被膜3の表面にフッ素
樹脂被膜4を形成する。 【0022】フッ素樹脂被膜4の形成では、PTFE又
はPFAの水性ディスパージョン液(分散液)をエアー
スプレーガンにより塗布する。そして、100〜150
℃で、10〜15分間乾燥することにより水分を蒸発さ
せた後、380〜400℃で、15〜20分間焼成す
る。焼成後の膜厚は20〜30μmとなるのが好まし
い。 【0023】なお、このフッ素樹脂被膜4の形成では、
平均粒径10μm程度のPFAの粉末を、静電粉体塗装
機により塗装し、直ちに380〜400℃で、15〜2
0分間焼成・溶融し、30〜40μmのフッ素被膜を得
ることもできる。 【0024】以上のようにして形成した被膜構造によれ
ば、従来に比べて優れた耐久性を得ることが可能であ
る。これは、含有される各成分の比重の違いにより、図
2に示す構成になるためであると推測される。すなわ
ち、セラミック被膜3では、金属素材の近傍にセラミッ
クのリッチ層6が形成され、フッ素樹脂被膜4の近傍に
フッ素樹脂及びセラミック中空ビーズのリッチ層7が形
成される。したがって、容器本体2とセラミック被膜3
との間では、セラミックリッチ層6により強固な結合状
態が得られる。また、セラミック被膜3とフッ素樹脂被
膜4との間では、両者に含まれるフッ素樹脂粒子の融合
により強固な結合状態が得られる。さらに、セラミック
被膜3内では、セラミック中空ビーズ5の働きにより、
セラミックリッチ層6と、フッ素樹脂リッチ層7との間
の結合が高められる。 【0025】以下に比較実験の方法及び結果を示す。 【0026】(比較実験方法) アルミ合金の表面に前
記被膜3,4を形成した板材と、その比較実験用とし
て、同じく板状のアルミ合金の表面に、特開平8─66
314号公報に記載の被膜を形成した板材とを用意し
た。そして、いずれの板材にも、アルミ合金に達するよ
うにノッチを形成し、沸騰水中に投入して一定時間毎に
取り出して外観の変化を観察した。 【0027】(比較実験結果) 従来の被膜では、ノッ
チを形成することにより、セラミック被膜とフッ素被膜
との間等に剥離の発生するものがあった。また、200
〜300時間経過すると、殆どのものに剥離が発生して
いた。特に、素地の表面粗さが1〜2μm程度の非常に
小さい場合に顕著であった。 【0028】これに対し、本実施形態に係る被膜3,4
では、1000時間経過しても、そのような剥離は発生
しなかった。 【0029】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る調理容器の被膜構造及びその形成方法によれば、
セラミック被膜を、セラミック塗料に、フッ素系プライ
マー及びセラミック中空ビーズを含有する構成としたの
で、両被膜間の密着性を向上させることができ、構造が
簡単な2層だけの被膜を安価に形成することが可能とな
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating structure for a cooking vessel such as a rice cooker and an electromagnetic cooker, and a method for forming the same. 2. Description of the Related Art Conventionally, as a coating structure, a copper-nickel alloy layer, a nickel layer, a ceramic layer, a fluororesin primer layer, and an overcoat layer composed of a mixture of ceramic and fluororesin are formed on the surface of a copper container body. (Registered utility model No. 3022769). As another coating structure, there is a coating film provided with a primer layer between a ceramic layer and a non-adhesive resin layer containing a fluorine resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-66314). However, in the former coating structure, the ceramic layer having poor adhesion and the fluororesin primer layer are in direct contact with each other, so that there is a problem that delamination is apt to occur. . [0005] Further, in any coating structure, at least three layers must be formed on the surface of the material.
There is a problem that the number of processing steps is large, which leads to an increase in cost. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a coating structure of a cooking container which has a simple structure, has excellent adhesion, can be processed at a low cost with a small number of steps, and a method of forming the coating structure. According to the present invention, as a means for solving the above problems, there is provided a coating structure of a cooking vessel formed on a surface of a metal material, wherein the film is formed on the surface of the metal material, A ceramic coating comprising a fluorine-based primer and ceramic hollow beads in a ceramic paint, and a fluororesin coating formed on the surface of the ceramic coating, wherein the ceramic coating is formed in the vicinity of the metal material. It comprises a rich layer of ceramic and a rich layer of the fluororesin and the ceramic hollow beads formed near the fluororesin coating. [0008] The coating structure of the cooking vessel is such that a fluorine-based primer is mixed with a ceramic paint on the surface of a metal material,
Further, the mixture can be formed by applying and baking a mixture obtained by mixing and stirring ceramic hollow beads, and then applying and baking a dispersion or powder coating of a fluororesin. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a cooking container 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged view thereof. This cooking container 1
Is formed by sequentially forming a ceramic coating 3 and a fluororesin coating 4 on the inner surface of the container body 2. The cooking container 1 is formed as follows. First, a plate body made of an iron-based alloy or an aluminum-based alloy is formed into a cylindrical shape with a bottom by pressing or casting to form a container body 2. The container body 2 is degreased and washed with a hydrocarbon type degreaser. Then, the inner surface of the container body 2 is blasted. Here, we use a suction type air blast machine,
Alumina abrasive having a particle size of # 100- # 120
Spray with air pressure of kg / cm 2 . This blasting is performed until the average roughness of the inner surface 2a of the container body 2 becomes 1 to 2 μm. Subsequently, a ceramic coating is applied to the inner surface of the container body 2 to form a ceramic coating 3. As the ceramic paint, a mixture obtained by mixing and stirring a fluorine primer in an alcohol solution of ceramic is used. In this case, the fluorine component is 50 to 200% by weight based on the ceramic component. As the alcohol solution, a solution component (ceramic component) such as an alcoholate silane compound of silicon or colloidal silica containing fine particles such as a pigment is used. The solid content here is 30 to 40% by weight. An aqueous dispersion (dispersion) containing a fluororesin powder is used for the fluorine primer. The solid content in the fluorine primer is about 30% by weight. As the fluororesin powder, one having a PTFE (polytetrafluoroethylene) or PFA (perfluoroalkyl vinyl ether resin) content of 20 to 25% by weight is used. The fluorine primer includes PES (polyether sulfone), PAI (polyamideimide)
Is dissolved in an N-methylpolyrolidone solvent as a solid content, and mixed as 5 to 10%. Further, in the ceramic paint, the ceramic hollow beads 5 are mixed with the fluororesin in an amount of 10 to 30% by weight.
Added. As the ceramic hollow beads 5, for example, a shirasu balloon having an average particle diameter of 10 to 20 μm and an apparent specific gravity of about 0.5 to 0.8 is used. The ceramic paint thus obtained is uniformly applied to the inner surface of the container body 2 by an air spray gun. After the application, the ceramic coating 3 is completed by drying and curing at 180 to 200 ° C. for 15 to 20 minutes. The film thickness after drying is preferably 15 to 20 μm. Next, a fluororesin coating 4 is formed on the surface of the ceramic coating 3. In forming the fluororesin film 4, an aqueous dispersion liquid (dispersion liquid) of PTFE or PFA is applied by an air spray gun. And 100-150
After evaporating water by drying at 10C for 10 to 15 minutes, baking is performed at 380 to 400C for 15 to 20 minutes. The thickness after firing is preferably 20 to 30 μm. In the formation of the fluororesin coating 4,
PFA powder having an average particle size of about 10 μm is applied by an electrostatic powder coating machine, and immediately at 380 to 400 ° C., 15 to 2
After baking and melting for 0 minutes, a fluorine coating of 30 to 40 μm can be obtained. According to the coating structure formed as described above, it is possible to obtain excellent durability as compared with the prior art. This is presumed to be due to the configuration shown in FIG. 2 due to the difference in specific gravity of each component contained. That is, in the ceramic coating 3, the ceramic rich layer 6 is formed near the metal material, and the rich layer 7 of the fluororesin and the ceramic hollow beads is formed near the fluororesin coating 4. Therefore, the container body 2 and the ceramic coating 3
A strong bonding state is obtained by the ceramic-rich layer 6 between the two. Further, a strong bonding state is obtained between the ceramic coating 3 and the fluororesin coating 4 due to the fusion of the fluororesin particles contained in both. Further, in the ceramic coating 3, the action of the ceramic hollow beads 5 causes
The bond between the ceramic rich layer 6 and the fluororesin rich layer 7 is enhanced. The method and results of the comparative experiment will be described below. (Comparative experiment method) A plate material in which the coatings 3 and 4 were formed on the surface of an aluminum alloy and a plate material of the same plate-like aluminum alloy were used for comparative experiments.
No. 314 was prepared. Then, a notch was formed on each of the plate members so as to reach the aluminum alloy, and the plate members were put into boiling water, taken out at regular intervals, and observed for changes in appearance. (Results of Comparative Experiment) In some conventional coatings, peeling occurs between the ceramic coating and the fluorine coating due to the formation of the notch. Also, 200
After 〜300 hours had passed, peeling had occurred on most of the objects. In particular, it was remarkable when the surface roughness of the substrate was very small, about 1 to 2 μm. On the other hand, the coatings 3 and 4 according to the present embodiment
No such peeling occurred even after 1000 hours. As is apparent from the above description, according to the coating structure of the cooking container and the method for forming the same according to the present invention,
Since the ceramic coating is made up of a ceramic paint containing a fluorine-based primer and ceramic hollow beads, the adhesion between the two coatings can be improved, and a two-layer coating with a simple structure can be formed at low cost. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本実施形態に係る調理容器の断面図である。 【図2】 図1の部分拡大断面図である。 【符号の説明】 1…調理容器 2…容器本体 3…セラミック被膜 4…フッ素樹脂被膜[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a sectional view of a cooking container according to an embodiment. FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG. [Explanation of symbols] 1 ... Cooking container 2. Container body 3: Ceramic coating 4: Fluororesin coating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B 303L B32B 15/08 102 B32B 15/08 102B 18/00 18/00 C 27/00 27/00 H 27/30 27/30 D B65D 25/34 B65D 25/34 B 81/34 81/34 V (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A47J 36/02 - 36/04 A47J 27/00 B05D 1/36 B05D 7/14 B05D 7/24 B32B 15/08 102 B32B 18/00 B32B 27/00 - 27/30 B65D 25/34 B65D 81/34 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B 303L B32B 15/08 102 B32B 15/08 102B 18/00 18/00 C 27/00 27 / 00 H 27/30 27/30 D B65D 25/34 B65D 25/34 B 81/34 81/34 V (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) A47J 36/02-36/04 A47J 27/00 B05D 1/36 B05D 7/14 B05D 7/24 B32B 15/08 102 B32B 18/00 B32B 27/00-27/30 B65D 25/34 B65D 81/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 金属素材の表面に形成される調理容器の
被膜構造において、 前記金属素材の表面に形成され、セラミック塗料にフッ
素系プライマー及びセラミック中空ビーズを含有してな
るセラミック被膜と、 該セラミック被膜の表面に形成されるフッ素樹脂被膜と
からなり、 前記セラミック被膜は、前記金属素材の近傍に形成され
る前記セラミックのリッチ層と、前記フッ素樹脂被膜の
近傍に形成される前記フッ素樹脂及び前記セラミック中
空ビーズのリッチ層とを備えたことを特徴とする調理容
器の被膜構造。
(57) [Claim 1] In a coating structure of a cooking vessel formed on a surface of a metal material, the coating material is formed on the surface of the metal material, and a ceramic paint contains a fluorine-based primer and ceramic hollow beads. And a fluororesin film formed on the surface of the ceramic film, wherein the ceramic film is a ceramic rich layer formed in the vicinity of the metal material and in the vicinity of the fluororesin film. And a rich layer of the fluororesin and the ceramic hollow beads formed on the cooking container.
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