(57)【要約】【課題】開口部が気密に閉塞可能でありながら、内面にフッ素コートが施された実用性の高い非金属製鍋を得ること。【解決手段】表面に釉薬層１２が形成された焼き物１１からなり、内表面に金属溶射層１３を介して形成されたフッ素樹脂層１５が形成され、外表面の所定箇所に電磁誘導加熱に対応した発熱体２０が配置され、内表面の上部、および、内表面上端１ｆから鍔部上面１ｇへの接続面１ｈが、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっている。【選択図】図１
2013255647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に釉薬層が形成された焼き物からなり、
内表面に金属溶射層を介して形成されたフッ素樹脂層が形成され、
外表面の所定箇所に電磁誘導加熱に対応した発熱体が配置され、
内表面の上部、および、内表面上端から鍔部上面への接続面が、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっていることを特徴とする非金属製鍋。
【請求項２】
内表面の上部の上端から幅２０ｍｍ以上の領域が、前記平滑面となっている請求項１に記載の非金属製鍋。
【請求項３】
内表面の釉薬層上に形成された金属溶射層上に樹脂製の下地層が形成され、前記下地層上に前記フッ素樹脂層が形成されている請求項１または２に記載の非金属製鍋。
【請求項４】
前記下地層が、鍋内表面の底部および底部側の側面に形成されている請求項３に記載の非金属製鍋。
【請求項５】
前記下地層が芳香性ポリエーテルケトン樹脂により構成されている請求項３または４に記載の非金属製鍋。
【請求項６】
内鍋内部の圧力が１気圧以上の高圧状態で炊飯工程が行われる炊飯器の内鍋として用いられる請求項１〜５のいずれかに記載の非金属製鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＨ炊飯器などに用いられる非金属製鍋に関し、特に、蓋体によって開口部が気密にシール可能な非金属製鍋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炊飯器は、内鍋の周囲に配置された温度センサにより検出された内鍋温度に基づいて、加熱手段であるＩＨコイルやヒータへの通電電流をマイクロコンピュータによって制御し、吸水工程、昇温工程、炊き上げ工程（沸騰工程）、追い炊き工程、むらし工程という炊飯工程それぞれにおいて内鍋の温度を細かく調整することで、炊飯量や環境温度の変化に左右されずにおいしいお米を炊くことができるようになっている。
【０００３】
さらに、内鍋の素材としてセラミックスなどの非金属製のいわゆる土鍋釜を用いることで、土鍋の高い蓄熱効果を利用して炊き上げ工程以降の温度制御を好適に行い、炊きあがるお米の風味を増す技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような、炊飯器に用いられる非金属製の内鍋において、内鍋へのご飯のこびりつきや焦げ付きを防止するために、内鍋の内表面に釉薬層を介して金属溶射層を形成し、その上にフッ素樹脂コートを行うことが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−  ４３４２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２に記載の技術は、焼き物などの非金属製の鍋の表面に耐久性を有するフッ素樹脂層を形成することができるため、炊飯器の内鍋に使用した場合にご飯のこびりつきを防止できるという実用上の効果を奏することができる。
【０００７】
一方、炊飯器でよりおいしいご飯を炊くための技術として、内鍋の上部を覆う蓋体に内鍋内部の圧力を調整可能な圧力弁を備え、昇温工程と炊き上げ工程などの高温工程において圧力弁を閉じることで、内鍋内部の圧力を１気圧以上の高圧状態に保ち、より高い温度での沸騰状態を維持できるようにした加圧炊飯技術が知られている。このような加圧炊飯技術を非金属製の内鍋に適用することができれば、加圧炊飯における高い沸騰温度を維持できる効果と、高い蓄熱性を有する非金属製鍋を用いる効果とを兼ね備えた、よりおいしいお米を炊くことができる炊飯器を得ることができると考えられる。
【０００８】
本発明は、このような新たな技術を実現する上での課題を解決するものであり、加圧炊飯を行う炊飯器の内鍋としても利用できるような、開口部が気密に閉塞可能でありながら、内面にフッ素コートが施された実用性の高い非金属製鍋を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の非金属製鍋は、表面に釉薬層が形成された焼き物からなり、内表面に金属溶射層を介して形成されたフッ素樹脂層が形成され、外表面の所定箇所に電磁誘導加熱に対応した発熱体が配置され、内表面の上部、および、内表面上端から鍔部上面への接続面が、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の非金属製鍋は、金属溶射層を介してフッ素樹脂層が形成されている内表面の上部、および、内表面上端から鍔部上面への接続面が、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっている。このため、鍋の開口部分を覆う蓋体に設けられるパッキン材を鍋上部の内表面に密着させることができ、開口部を蓋体により気密に閉塞することができる非金属製鍋を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかる炊飯器用内鍋の形状を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる炊飯器用内鍋の構成を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の非金属製鍋は、表面に釉薬層が形成された焼き物からなり、内表面に金属溶射層を介して形成されたフッ素樹脂層が形成され、外表面の所定箇所に電磁誘導加熱に対応した発熱体が配置され、内表面の上部、および、内表面上端から鍔部上面への接続面が、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっている。
【００１３】
本発明の非金属製鍋は、鍋の開口部近傍の内表面が表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面となっている。このように、鍋の開口部を覆うように配置される蓋体に設けられたパッキン材が当接する部分が、表面粗さの制限された平滑面となっているため、パッキン材と鍋の内表面とを十分な気密性が確保できるように当接させることができる。このため、鍋の内表面に、焦げ付き防止のためのフッ素樹脂層を備えながら、開口部を蓋体により気密に閉塞することができる非金属製鍋を得ることができる。
【００１４】
上記本発明にかかる非金属製鍋において、内表面の上部の上端から幅２０ｍｍ以上の領域が、前記平滑面となっていることが好ましい。このようにすることで、気密性を確保するパッキン材が当接する内表面の上部部分を平滑面とすることができる。
【００１５】
また、内表面の釉薬層上に形成された金属溶射層上に樹脂製の下地層が形成され、前記下地層上に前記フッ素樹脂層が形成されていることが好ましい。このようにすることで、金属溶射層の凸部が表面に露出することを防止でき、発錆等の問題が生じることを回避することができる。
【００１６】
この場合において、前記下地層が、鍋内表面の底部および底部側の側面に形成されていることが好ましい。実際の使用に当たって、鍋内表面の底部および底部側の側面が磨耗されやすいため、金属溶射層の凸部が表面に露出し易い部分を保護できるからである。
【００１７】
さらに、前記下地層が芳香性ポリエーテルケトン樹脂により構成されていることが好ましい。耐摩耗性とともに耐熱性が高いからである。
【００１８】
本発明の非金属製鍋は、内鍋内部の圧力が１気圧以上の高圧状態で炊飯工程が行われる炊飯器の内鍋として、好適に用いることができる。
【００１９】
以下、本発明にかかる非金属製鍋の実施形態として、炊飯器の内鍋として用いられた場合を例示して説明する。本実施形態として説明する非金属製の内鍋は、昇温工程と炊き上げ工程などにおいて圧力弁を閉じることで、内鍋内部の圧力を１気圧以上の高圧状態に保ち、より高い温度での沸騰状態を維持できるようにした加圧炊飯を行う炊飯器に用いられるものである。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる炊飯器用内鍋の形状を示す断面図である。なお、図１では、本実施形態の内鍋の説明を行う上で必要な炊飯器側の部材の一部を合わせて図示して、内鍋が炊飯器の内鍋収容部内に配置された状態における相互の位置関係を示している。
【００２１】
本実施形態の内鍋１は、コーディエライト系の焼き物材料で基体が形成されていて成分としてＳｉＯ2を含んでいる。図１に示すように、内鍋１の開口部側である上端部には外側に張り出す鍔部１ａが形成されている。また、内鍋１の側壁部１ｂはほぼ垂直に形成され、側壁部１ｂと底部１ｃとの間の傾斜部１ｄは、外側に少し湾曲した形状となっている。底部１ｃは、その外表面の周辺部に環状の凸部１ｅが形成されている。
【００２２】
内鍋１の外表面であって、炊飯器の内鍋収容部内に収容された場合に炊飯器本体内に配置されている誘導コイル２ａおよび２ｂに対向する部分には、発熱体２０が配置されている。発熱体２０は、内鍋１の底部１ｃと傾斜部１ｄにおいて、それぞれ内鍋１を環状に取り巻くように形成されていて、誘導コイル２ａおよび２ｂに流れる高周波電流によって渦電流が生じるように、本実施形態の内鍋１では銀とフリットガラスにより形成された薄膜が転写されることで形成されている。
【００２３】
内鍋１が炊飯器の内鍋収容部に収容され、炊飯器の蓋体が閉じた状態では、蓋体の内蓋部３の周囲に配置されたパッキン材４が、内鍋１の側壁部１ｂの内表面上端１ｆ近傍の内表面部分と、内表面上端１ｆから鍔部１ａの上面１ｇへの接続面１ｈとに押しつけられて、内鍋１の開口部を気密に封鎖する。
【００２４】
本実施形態の内鍋１では、パッキン材４が当接する部分である、側壁部１ｂの内表面の上部部分と接続面１ｈとの図中矢印で示す領域５を、表面粗さＲａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下の平滑面としている。このようにすることで、炊飯器の内鍋収容部内に収容されて蓋体が閉じた場合に、蓋体の内蓋部３の周囲に配置されたパッキン材４が内鍋の内表面に密着して気密状態を保つことができるので、炊飯器の蓋体に形成された圧力弁を操作して行う加圧炊飯工程に適用できるようになる。なお、領域５を所定の表面粗さの平滑面とする方法としては、研磨法やサンドブラスト法などの周知の面平坦化技術を採用することができる。
【００２５】
また、本実施形態の内鍋１における、底部１ｃおよび傾斜部１ｄの内表面の図中白矢印で示す領域６には、樹脂製の下地層が形成されている。
【００２６】
図２は、本実施形態の内鍋１の断面構成を示す拡大断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ’矢視線部分の断面構成を示している。
【００２７】
図２に示すように、内鍋１は、コーディエライト系の焼き物材料である基体１１の両面に一例としてリチア系の釉薬による釉薬層１２が形成されている。図２において下側となる外表面側には、前述の発熱体２０である銀とフリットガラスにより形成された薄膜が転写されている。
【００２８】
図２において上側となる内鍋１の内表面側には、釉薬層１２の上に金属溶射層であるアルミ溶射層１３、樹脂製の下地層であるＰＥＥＫ（polyetheretherketone:ポリエーテルエーテルケトン）樹脂層１４、フッ素樹脂層１５が順次積層形成されている。
【００２９】
アルミ溶射層１３は、釉薬層１２をサンドブラスト等によって粗面化した後、アーク溶射機等を用いてアルミ金属を溶射して形成されている。アルミ溶射層１３の表面には、サンドブラスト処理された釉薬層１２の凹凸に沿った凹凸が形成されるため、ガラスビーズショット加工等によってその凸部を平坦化して、凸部がＰＥＥＫ樹脂層１４やフッ素樹脂層１５を突き抜けることを防止する。なお、本実施形態の内鍋１では、底部１ｃにおけるアルミ溶射層１３の厚さを約４０μｍ、傾斜部１ｄから側壁部１ｂにかけてはアルミ溶射層１３の厚さを約３０μｍとしている。また金属溶射層としては、アルミ以外にも亜鉛、鉄、ステンレスなどの金属の溶射層を使用することができる。
【００３０】
ＰＥＥＫ樹脂層１４は、図１に示す領域６の範囲に、厚さ１５〜２０μｍで塗布形成されている。ＰＥＥＫ樹脂は、高温での安定性が高く、耐摩耗性が高い。また、表面に凹凸を有するアルミ溶射層１３およびフッ素樹脂層１５との密着性が高いという特性を有している。高温安定性に優れていることで、外側表面に発熱体２０が配置されているために高温となる内鍋１の領域６に形成されても、温度による変質が生じにくく安定した特性を維持できる。また、耐摩耗性が高いために、使用期間が長くなって内表面側に積層形成されるフッ素樹脂層１５が磨耗されてしまった場合でも、ＰＥＥＫ樹脂層１４自体がアルミ溶射層１３の凸部が表面に露出して錆が生じるなどの不具合が生じることを防止することができる。また、アルミ溶射層１３およびフッ素樹脂層１５との密着性が高いために、２つの層の中間に形成されるプライマーとしての役割を好適に果たすことができる。
【００３１】
本実施形態のフッ素樹脂層１５は、厚さ１０〜１５μｍのフッ素プライマー層１６を塗布し、その上に積層して厚さ１５〜２０μｍのフッ素トップコート層１７を塗布した後焼成することによって形成されている。
【００３２】
本実施形態の内鍋１の内表面には、上記説明したように、コーディエライト系の焼き物材料である基体１１上に、まず釉薬層１２が形成され、さらに金属溶射層であるアルミ溶射層１３、フッ素樹脂層１５が順次積層形成されている。内表面に、釉薬層１２とフッ素樹脂層１５が形成されていることで、基体１１への非通水性を維持することができるとともに、炊飯時における焦げ付きや炊きあがったお米が内壁にこびりついてしまうような事態を回避することができる。
【００３３】
しかし、釉薬層１２上に直接フッ素樹脂層１５を塗布形成しても接着性が弱いため、間にアルミ溶射層１３を形成してフッ素樹脂層１５の塗布下地を凹凸化している。また、アルミ溶射層１３の凹凸の凸部が、炊飯時の沸騰の核として作用するため、炊飯時に水が投入される領域である内鍋１の底部１ｃや傾斜部１ｄの内表面には、むしろある程度の凹凸が存在することが好ましい。一方、圧力炊飯を行う場合には、炊飯器の内鍋収容部に収容されて蓋体が閉じられた際に、蓋体の内蓋部３に配置されたパッキン材４によって気密に封鎖される必要があり、この部分に気密が保てない程大きな凹凸が存在することは好ましくない。このため本実施形態の内鍋１では、パッキン材４が当接する部分である、側壁部１ｂの内表面上端１ｆ近傍の内表面と、側壁部１ｂの内表面上端１ｆから鍔部１ａの上面１ｇへの接続面１ｈとの領域５を、表面粗さを所定の範囲に規制する平坦面とするものである。このようにすることで、内表面の全面にフッ素樹脂層が塗布された非金属製鍋を、加圧炊飯を行う炊飯器の内鍋として使用することができる。
【００３４】
また、内鍋１の内表面の、アルミ溶射層１３とフッ素樹脂膜１５との間に、樹脂製下地層としてのＰＥＥＫ樹脂層１４を形成することで、フッ素樹脂層１５の密着性を向上させることができるとともに、外側表面に発熱体２０が形成されていることによって内鍋１の基体１１温度が上昇した場合でも、フッ素樹脂層１５の剥がれを防止することができる。
【００３５】
なお、平坦面とする領域５の範囲は、内鍋として使用される炊飯器において蓋体の内蓋部３に配置されたパッキン材１４が当接する部分とすればよい。一例として、領域５の下端部５ａを、側壁部１ｂの内表面上端１ｆから２０ｍｍの位置とすることができる。また、領域５の上端部５ｂは、パッキン材４が押しつぶされるように変形して当接することが考えられることから、鍔部１ａの上面１ｇへの接続面１ｈの全体とすることがより好ましいと考えられる。
【００３６】
平坦面の表面粗さは、より平坦であること、すなわちＲａおよびＲｚの値が小さい方がパッキン材との密着性が向上するため好ましいが、アルミ溶射層１３の凹凸を平坦化する必要があることから、Ｒａ＝５μｍ以下、Ｒｚ＝１０μｍ以下としている。さらに、より好ましい範囲は、Ｒａ＝４μｍ以下、Ｒｚ＝８μｍ以下である。
【００３７】
なお、平坦化処理をしない領域５以外の部分の内表面の表面粗さは、一例としてＲａ＝６〜７μｍ以下程度、Ｒｚ＝３０μｍ以下程度となっている。
【００３８】
また、図１に示す本実施形態の内鍋１では、下地層であるＰＥＥＫ樹脂層１４を内鍋１の底部１ｃと傾斜部１ｄとを覆う、領域６の範囲にのみ形成している。領域６の範囲としては、外側表面に発熱体２０が配置されている部分を少なくとも覆うことが好ましいことから、領域６が傾斜部１ｄにおける発熱体２０の配置部分を完全に覆うように領域６の端部６ａの位置を定めることが好ましい。もちろん、内鍋１の外表面に配置される発熱体２０の位置が異なれば、領域６の端部６ａの位置もそれに応じて変化することになる。また、上記したように、ＰＥＥＫ樹脂は、アルミ溶射層１３とフッ素樹脂層１５との接着性を向上するため、内鍋１の内表面全体にフッ素樹脂層１５の下地層として形成することもできるため、より広い範囲に塗布することが好ましい場合には、材料費や加工費などのコストとの関係を考慮して適宜形成範囲を定めることになる。
【００３９】
なお、樹脂製の下地層としては、ＰＥＥＫ樹脂に代表されるＰＥＫ樹脂などの芳香族ポリエーテルケトン樹脂が、同様の高温安定性、耐摩耗性などを備えているため好ましい。また、ＰＥＫＫ樹脂、ＰＥＥＫＫ樹脂なども下地層として使用することができる。
【００４０】
以上本実施形態の説明においては、本発明の非金属製鍋が炊飯器の内鍋として用いられる場合を例示した。本発明の非金属製鍋は、炊飯器の内鍋に限られず、内面に金属溶射層を介してフッ素樹脂層が積層形成され、上部の開口部がパッキン材等を備えた蓋体によって気密に封鎖される各種の調理鍋、例えば、圧力鍋、グリル鍋等として使用することができる。
【００４１】
また、炊飯器の内鍋以外の用途としての非金属製鍋の場合には、鍋の断面形状が図１に示したものと異なることが考えられる。特に、鍋の開口部で外側に向かって形成される鍔部の大きさや形状は、それぞれの鍋の用途や、開口部を覆うように配置される蓋体の形状によって左右される。この場合に、特に内表面上端から鍔部上面への接続面が極狭い範囲となる可能性もあるが、当該接続面を平坦化することで、蓋体により気密に閉塞され得る非金属製鍋を実現することができる。
【００４２】
［付記］
表面に釉薬層が形成された焼き物からなり、
内表面に金属溶射層、樹脂製の下地層、フッ素樹脂層が順次積層形成され、
外表面の所定箇所に電磁誘導加熱に対応した発熱体が配置されたことを特徴とする非金属製鍋。
【００４３】
このようにすることで、鍋の内表面全体に耐熱性、耐摩耗性の高い下地層を形成することができ、フッ素樹脂層の接着性を向上させることができるとともに、内表面の表面粗さをＲａ＝４μｍ程度まで平坦化する作用を期待することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の非金属製鍋は、内表面にフッ素樹脂層が形成され上部の開口部を気密に封鎖することができる鍋として、炊飯器の内鍋をはじめとする各種用途に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１      内鍋（非金属製鍋）
１ｆ    内表面上端
１ｇ    鍔部上面
１ｈ    接続面
１１      基体（焼き物）
１２      釉薬層
１３      アルミ溶射層（金属溶射層）
１５      フッ素樹脂層
２０      発熱体
【図１】
2013255647.tif 000003
【図２】
2013255647.tif 000004