CN104995348B - 用于服装处理用具的处理板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理服装(30)的服装处理用具(100)的处理板(10)，该处理板具有接触表面，该接触表面设置有溶胶‑凝胶涂层(20)，该涂层包括钛、锆、铪、钪、钇或其混合物或组合物的氧化物，并且其中所述涂层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。该层优选地厚度小于1μm。这样的层示出优异的性质。也公开了包括这种处理板的服装处理用具，以及在处理板的接触表面上制成涂层的过程。

Description

用于服装处理用具的处理板
技术领域
本发明涉及服装处理用具的处理板，其中该处理板具有接触表面，在使用中该接触表面在被处理的服装上滑动，该接触表面具有一种涂层，该涂层除了其他行为外还具有由低摩擦所示的良好的滑行行为。本发明也涉及服装处理用具，包括所述处理板，以及涉及在用于服装处理用具的处理板的接触表面上生产涂层。
背景技术
低摩擦力涂层允许接触表面以减少的摩擦力彼此摩擦，减少移动服装处理用具的努力，如除皱器件，诸如熨斗或蒸汽机。进一步地，耐刮痕涂层对电器以及对非电家庭用具，诸如平底锅、烤盘等等非常重要，它们受益于低摩擦力。因此，具有低摩擦力系数和良好的抗刮性的涂层的使用不断增加，以提高用具表面的摩擦学性能。
用于服装处理用具的处理服装的处理板的实例是熨斗的底板。通常，单独的一层在本文中被称为涂层，其被应用于底板的背对熨斗外壳的表面。在熨烫期间，这个涂层直接接触将熨烫的衣服。熨斗正确发挥作用的先决条件是，这种涂层满足许多要求。例如，除了其他性质以外，该涂层必须在将熨烫的衣服上展示出令人满意的低摩擦性质，它必须是抗腐蚀、抗刮、并且耐用的，并且展示出最佳的坚固性和耐磨损性且耐压痕性。涂层的材料必须满足超高的必要条件，因为该涂层暴露于相当大的温度变化中，其范围在10℃和300℃之间，典型的工作温度从70℃到230℃。该要求的滑行行为通过在底板上具有提供低摩擦的涂层的获得，并且这也减少被应用在服装上的有效的力。
多种材料可以被用作用于熨斗的低摩擦底板涂层材料，诸如经由溶胶-凝胶技术应用的硅酸盐、釉质、金属(例如，镍、铬、不锈钢)(例如这些可以被用作片材，或者通过热喷涂)、硬阳极化铝、和菱形状碳涂层。同时，有机聚合物可以被用作底板涂层，例如聚四氟乙烯(PTFE)。该PTFE低摩擦涂层示出良好的滑行和不粘性，然而PTFE涂层的像抗刮性和耐用性的机械性能差。
在US5943799A1中已经公开另一种类型的低摩擦涂层，该低摩擦层主要由氧化铝组成，其以电化学的方式形成，并且该低摩擦涂层示出良好的滑行行为，以及良好的抗刮性和易清洗性。然而，用于形成低摩擦金属氧化物涂层的基底必须是相同金属，在这个情形中为铝，而限制了该涂层的应用。
在US5592765中公开了在熨斗上使用的溶胶-凝胶涂层。该溶胶-凝胶涂层显示良好的性质，诸如良好的耐磨损性和抗刮性，以及良好的防沾污性。
US7339142公开了一种熨斗，其具有用涂层覆盖的底板，该涂层由外层和至少一个内层组成，该外层包括至少一种在铂系金属氧化物中挑选的氧化催化剂，所述内层位于金属支持件和外层之间，其包括在lb族过度元素的氧化物中挑选的至少一种氧化催化剂。在这个参考文献中，铂系金属被视为具有特别类似于铂的性质的元素，除了铂之外，还有钌、铑、钯、锇和铱，因此为周期表的8-10族的元素。该涂层声称在该器件的工作温度下自清洁。
从US7040047已知一种熨斗，其具有底板，在底板的外表面上存在氧化催化剂。根据这个参考文献，该催化氧化剂是在至少等于90℃的温度下能氧化的任何元素、化合物或化学组分、任何有机物质，该有机物质诸如灰尘或污垢中所含有的，在纺织制品或片(例如，亚麻)的处理(包括洗和可能存在的软化)中遇到。作为催化活性元素的实例，提到钯、铂、钒和铜。为了增加催化的有效性，铜、锰或钴的氧化物可以出现。能够通过焙烧获得氧化剂的催化活性形式，例如铂。这个参考文献也通过举例提到，催化氧化剂包括周期表的IV族的金属；然而，这些金属的使用还没有说明。
上述参考的教导是，在熨烫期间被底板获得的“有机污染物”会被氧化，以便其会从该底板分开。据说即使当该底板以难以看到的方式生锈时，其也会部分失去其滑动特质。难以觉察地，由于污垢，熨烫会变得十分困难，同时用户开始认识到使用的是生锈的熨斗，怕其能够改变洗好的衣物。
US2013/0247430描述了加热用具，其包括金属基底，其至少部分地用自清洁涂层覆盖，该自清洁涂层包括从铂系金属氧化物选择的至少一种氧化催化剂和从稀土氧化物选择的至少一种所述氧化催化剂的掺杂剂。该自清洁涂层是双层涂层，其包括：内层，至少部分地覆盖金属基底并且包括掺杂剂；和外层，与周围空气接触，并且包括氧化催化剂。也提供了一种用于生产这种加热用具的方法。
US4665637描述了织物压迫器件，其具有复合材料底板，该底板具有金属或类似热传导材料的基本组分和与该基本组分键合的陶瓷层，该底板被耦合到压迫熨斗的热源。该陶瓷层具有平面的织物压迫表面，其优选地具有大约标称两微米或更好的表面粗糙度的光滑度。该陶瓷表面高度耐磨损且抗撞击，易于清洁，并且在纺织织物上具有优异的动态和静态摩擦性能。
发明内容
为了对污垢、抗刮性和耐磨损性以及像在衣物除皱器件(诸如，熨斗或蒸汽机)上的衣物处理用具的一致的低摩擦元件的兴趣，重要的是，该涂层保持一致的良好滑行行为，以及在极端使用条件下的良好的耐污垢、抗刮性和耐磨性，所述使用条件例如是周期性温度从室温变化到250℃、频繁的机械磨损和高蒸汽或湿度环境。
本发明的目的是提供用于服装处理用具的处理板，该处理板具有在使用中在正被处理的服装上滑动的接触表面，并且还示出对现有技术用具的进一步提高的性质。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。
本发明提供了用于处理服装的服装处理用具的处理板，该处理板具有接触表面，该接触表面在使用中在正被处理的服装上滑动，并且其中所述接触面设置有涂层，该涂层包括金属氧化物，该金属氧化物是从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或它们的混合物或组成物组成的组中选择的，其中涂层尤其至少包括包含氧化钛、氧化锆、氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。尤其是，涂层包括相对于涂层，至少50wt.％，甚至更尤其至少75wt.％，还甚至更尤其至少90wt.％的本文所表述的混合氧化物，例如包括氧化钛和氧化钇，诸如Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9的混合氧化物。
惊讶地发现，所提到的金属氧化物涂层，尤其是溶胶-凝胶涂层显示出非常良好和一致的滑行行为。申请人发现，接触板的彻底清洁实际上增加摩擦力，并且通过在服装上使用(即，滑动)该板再次获得低摩擦力。这个效果由下述事实解释，即，通过在使用期间使涂层与由非金属织物制成的制品接触所产生的有机润滑剂被保持并聚集在所产生的涂层的网络上，并且将充当润滑剂。这与上述现有技术文件的教导相反，现有技术文件教导为了一致的滑行行为，必须(通过氧化，例如由催化剂)去掉“有机污染物”。看起来，令人惊讶地，该涂层尤其在与(溶胶-凝胶)基础层或中间层结合时，具有在将熨烫的衣服上的低摩擦性、耐腐蚀、抗刮性、并且持久。此外，在测试和/或在演示仪器中，即使当明显增加温度时，该涂层也显示出非常好的坚固性和高度耐磨损性和耐裂性。进一步发现，混合氧化物，即包括钛、锆、钇中的至少两种，尤其至少钛和钇的结晶化合物，提供了比诸如氧化钇层或氧化钛层之类的非混合氧化物，甚至更好的结果，例如滑动特性、硬度和/或稳定性。
还注意到，本涂层的摩擦系数(其为用于滑行行为的量度)几乎在接触非金属织物之后立即(几秒内)下降到非常低的值，并将保持这个低的值。因此，通过使用该用具来生成本涂层的低摩擦系数；这不是涂层材料本身的性质。还观察到，非金属织物指代任何材料，其将被理解为用于服装和亚麻、这种棉、羊毛、丝、像聚酯的合成物等等。
尽管通常，像熨斗和蒸汽机的服装除皱器件的摩擦系数趋向于随时间下降，即提高滑行行为，但是在其稳定在较低值之前可能花费许多使用时间。如果该用户已经清洁该涂层表面，那么如下面将解释的，该摩擦系数回到原始值，并且该滑行行为再次恶化。然而，本涂层的滑行行为常常是良好的，并且一旦第一次使用已经发生就会处于低值。即使当试图用常用清洁剂清洁该涂层，也在从使用该用具开始的几秒内获得低的摩擦系数值。
在本文中，使用该短语“处理板具有接触表面，该接触表面在使用中在正被处理的服装上滑动”。进一步地，应当指示出“所述接触面设置有(例如，溶胶-凝胶)涂层，其包括金属氧化物，该金属氧化物是从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或上述混合物或组成物组成的组中选择的”。由此，在使用本发明的溶胶-凝胶涂层期间，该溶胶-凝胶涂层可以因此在正被处理的服装上有效滑动。不排除另外的涂层。由此，该术语“接触表面”尤其指最远离提供该涂层或该涂层所位于的基底的层的外表面。
根据本发明的涂层优选地(大体上)由氧化钛、氧化锆、氧化钇或其混合物或组成物组成，更优选地至少是氧化钛和氧化钇。尤其，该涂层由至少85wt.％，甚至更加尤其是至少90wt.％，诸如尤其至少95wt.％的氧化钛、氧化锆、氧化钇或其混合物或组成物组成，更优选地至少是氧化钛和氧化钇(相对于涂层的总重量)。如上面所表述的，涂层尤其包括包含氧化钛、氧化锆、氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。甚至更尤其是，涂层包括含有氧化钛和氧化钇的混合氧化物。这并不排除在混合氧化物中其它金属的存在和/或其它氧化物的存在。然而，混合氧化物至少包括钛和钇，即钛钇氧化物(或钇钛氧化物)。其中的一种或多种可以被包含在涂层中的特定混合氧化物是Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。尤其地，涂层包括至少85wt.％的这些材料中的一种或多种(相对于涂层的总重量)。
在还进一步具体实施例中，该涂层未包括相对于涂层中的总金属(原子)重量的超过95wt.％的量的钇。在还进一步实施例中，该涂层不是大体上由氧化钇涂层组成(即，没有纯氧化钇涂层被应用，因为在本文中，涂层包括含有选自钛、锆、钇中的两种或更多种金属的混合氧化物)。实验看起来，令人惊讶地，与例如纯氧化钛涂层或氧化钛与氧化锆、氧化铪、氧化钪和氧化钇的一种或多种的混合物或组成物相比，尤其是与氧化钛、氧化锆、氧化钪和氧化钇的一种或多种的混合物或组合物相比，大体上纯的氧化钇涂层具有较不利的性质。进一步地，相对于涂层中总金属(原子)重量，像稀土金属、锰和钴的一种或多种的金属的重量尤其小于5wt.％，尤其小于1wt.％，更加尤其小于0.01wt.％。更加尤其，相对于涂层中总金属(原子)重量，像稀土金属、锰和钴的一种或多种的金属的重量小于5wt.％，尤其小于1wt.％，更加尤其小于0.01wt.％。看起来，本涂层具有优越的性质，超过氧化锰涂层或氧化钴涂层或包括氧化锰和氧化钴(也参看图2)的一个或多个的涂层。进一步地，该涂层也尤其大体上上不含铂系金属(也参看上面)。尤其，相对于涂层中总金属(原子)重量，铂系金属的重量小于5wt.％，尤其小于1wt.％，更加尤其小于0.01wt.％。
在具体实施例中，所述涂层大体上由(i)氧化钛、氧化锆、或氧化钛和氧化锆的混合物或组合物组成，或者由(ii)氧化钛、氧化钇或氧化钛和氧化钇的混合物或组合物组成，尤其是混合氧化物包括氧化钛和氧化钇。因此，在一个实施例中，涂层包括Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。
本发明中所使用的金属氧化物涂层的优点是，其示出低摩擦系数，优选地具有小于1μm的厚度，并且能够用低温过程(优选地，在低于400℃的温度下)应用，诸如获得溶胶-凝胶涂层的溶胶-凝胶过程。在小于400nm的更优选的厚度下，其进一步透明。尤其，该金属氧化物涂层的厚度从5nm到1μm，尤其是5纳米到400纳米。这些金属氧化物涂层的另一个良好性质是，减少摩擦/熨烫器件的摩擦带电效应；也就是说，减少摩擦/熨烫期间积累的静电荷；这个效应也被假设为一种涂层上润滑性有机颗粒/杂质(碎片)的层的积累的结果。进一步，诸如，如果要求一次，那么可以相对容易地应用本涂层。此外，其固有地不需要包括在层的(溶胶-凝胶)应用之后的后磨光步骤。例如，当像EP0217014/US4665637中所述的应用厚的陶瓷层时，这可能是必需的。在本文中，该术语“溶胶-凝胶(涂层)过程”和类似术语指本文中所述的溶胶-凝胶过程。
在本发明的优选实施例中，含所述有金属氧化物的层的厚度小于1μm，优选地小于400nm，以保持透明度，并且优选地是溶胶-凝胶涂层。这种纳米层能够保持基底的样式美观，并且允许保持接触表面的其他机械和热学性质，诸如耐磨性和耐裂性，以及膨胀系数。
该涂层将大体上覆盖全部接触表面，不过也可能的是，该涂层以部分覆盖全部接触表面的非毗邻部分的图案应用。由此，在实施例中，该涂层可以特别覆盖至少80％，更特别至少90％，诸如大体上是该处理板的全部(接触)表面。
在本发明的优选实施例中，本处理板包括基底，该基底具有将所述涂层应用到其上的所述接触表面，其中所述基底是金属、釉质、有机聚合物、有机硅酸盐或硅酸盐基底。
在另一个实施例中，该处理板包括金属接触表面，并且所述涂层被直接应用到所述金属接触表面上。
根据进一步的实施例，该处理板包括接触表面(优选地是由金属制成)，并且该板还包括布置在所述接触表面和所述涂层之间的至少一层，其中所述层优选地是金属组合物、釉质、有机聚合物、有机硅酸盐或硅酸盐层。这种层也方便地为溶胶-凝胶层。在本文中，布置在所述接触表面和所述涂层之间的这个层也被指示为“中间层”或“基础层”或“基本层”。这个中间层能够被看做尤其为基底(尤其是金属基底)和实际滑行层之间的层。
因此，在具体实施例中，本发明也提供用于服装处理用具的处理板，该处理板具有在使用中在正被处理的服装上滑动的接触表面，其中所述接触表面具有溶胶-凝胶涂层，该涂层包括从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇、或其混合物或组合物组成的组中选择的金属氧化物，并且其中该处理板包括金属基底，并且其中该处理板还包括布置在所述金属基底和所述涂层之间的至少一层，所述层是金属组合物、釉质、有机聚合物、有机硅酸盐或硅酸盐层。
特别是，氧化物的组合指氧化物的层，该层中混合不同的氧化物，并且能够观察到并且定义哪个区域属于哪种氧化物。在原始氧化物之间可能还没有发生(实质性的)化学反应。特别是，混合物(同样参看下方)可以指一个层，在该层中混合以分子/原子/离子尺度的氧化物，其不能被辨别为单个类型的氧化物。然后获得一种材料，其中(原始)氧化物的离子处于相同的(晶体)晶格中。例如，混合氧化物的实例为Y3Al5O12，并且氧化物组合的实例为Y2O3+Al2O3。因此，短语“其混合物或组合物组成”或“其组合物组成或混合物”可以是指其混合物和组合物组成，例如氧化物的混合物或混合氧化物。短语“其中涂层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物”不排除其它(混合)氧化物的存在。
根据另一个实施例，所述中间涂层由硅酸盐层组成，其中已经可选地含有所述金属氧化物，其从氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇、或其混合物或组合物中选择。这种中间层可以尤其通过溶胶-凝胶(涂覆)过程获得。因此，尤其是，当可利用时，该中间涂层通过溶胶-凝胶涂层过程应用，并且诸如本文中所述的涂层也通过溶胶-凝胶涂层过程(同样参看下方)应用。
由此，本发明尤其提供了用于服装处理用具的处理板，该处理板具有表面，该表面上具有(尤其是溶胶-凝胶)涂层，其中该涂层(尤其是溶胶-凝胶涂层)包括金属氧化物，其中(该金属氧化物的)金属包括钛、锆、铪、钪、钇的一种或多种。这种金属氧化物可以是(大体上)纯氧化物。这种金属氧化物也可以是氧化物的组合，诸如氧化钛和氧化钇的混合物。这种金属氧化物也可以是混合氧化物。例如，该涂层可以包括TiO2涂层。然而，该涂层也能够包括TiO2和Y2O3的涂层(涂层中的混合材料)。进一步，该涂层也能够是YScO3的涂层，其为混合氧化物。混合氧化物包含超过一种化学元素的阳离子或以几种氧化状态(或其组合)的单个元素的阳离子。当材料混合时，大体上存在紧挨着彼此的两种或更多不同的晶体材料，诸如在上述实例TiO2和Y2O3中；而在混合氧化物中，大体上存在一种晶体材料，其混合氧化物的阳离子在相同晶格中，诸如在上述实例中的钇和钪。在使用中，这种涂层的一面可以在正被处理的服装上滑动(另一面可以与支持件或中间层接触)。由此，在实施例中，该术语“金属氧化物”也可以指金属氧化物的组合物和/或混合金属氧化物。当混合来自一种溶液的金属前体时，在应用和干燥后获得的最终氧化层可以包含金属氧化物的混合物或混合金属氧化物。此外，该最终的金属氧化层可以是晶体的、部分晶体的、或非晶体的。
本发明进一步涉及处理板，其为用于熨烫用具的底板，涉及熨烫用具，其包括作为如上所公开的底板的处理板，并且涉及服装处理用具，其包括如上所公开的处理板。已经发现，即使在低温下，根据本发明的经涂层的处理板的滑行行为也是优异的，因此允许低温熨烫。
本发明进一步涉及在用于处理服装的服装处理用具的接触表面上制成涂层的方法，其中在使用中，所述接触表面在正被处理的服装时滑动。尤其是，本发明提供了一种在用于服装处理用具的处理板的(接触)表面上制成涂层的方法，其中在使用中，所述接触表面在正被处理的服装上滑动，该方法包括下列步骤：
在所述接触表面上沉积一层金属或化合物的前体材料，该金属或化合物是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或化合物的混合物或组合物中选择的，尤其至少包括钛、锆和钇中的两种或更多种，其中该前体材料包括一种或多种可水解前体和可水解前体溶液；和
处理所述层，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合物的层。尤其是其中该层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。尤其是，由此获得的层被包括在涂层内作为外层或滑动层，其在使用中在被处理服装上滑动。因此，由此获得的层包括包含氧化钛和氧化钇的混合氧化物；其它氧化物和/或混合氧化物可以可选地也被包含其内。由此获得的层包括Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。此外，尤其是，该层或涂层，分别包括相对于该层或涂层，至少50wt.％，甚至更尤其至少75wt.％，还甚至更尤其至少90wt.％的本文所表述的混合氧化物。
用这种方法，可以提供一种用于处理服装的服装处理用具的处理板，该处理板具有接触表面，该接触表面在使用中在正被处理的服装上滑动，并且其中所述接触面具有涂层，该涂层包括金属氧化物，该金属氧化物是从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或上述混合物或组成物组成的组中选择的，尤其是其中涂层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。在使用期间，诸如本文中描述的所述涂层将在正被处理的服装上滑动。所以，在本文中，该涂层也可以被指示为“服装处理涂层”或“滑行层”。
在第一实施例中，本方法包括的步骤有：在所述接触表面上沉积一层金属的可水解前体，所述前体优选地为醇化物前体或醋酸盐前体，其中金属是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或化合物的混合物或组成物中选择的，尤其是至少包括钛、锆和钇中的两种或更多种；并且使所述层固化，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合物的层。
这种方法可以包括依靠干化学过程的前体化合物的沉积，优选地是气相沉积过程。
在第二实施例中，本方法包括的步骤有：制备金属的可水解前体溶液，所述前体优选地为醇化物前体或醋酸盐前体，其中金属是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属化合物的混合物或组合物中选择的，尤其至少包括钛、锆和钇中的两种或更多种；将所述前体溶液的层沉积到所述接触表面上，如果需要，随后干燥，并且使所述层固化，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合物的层。
在这种方法中，该沉积可能依靠湿化学过程实现，优选地是溶解过程，更优选地是溶胶-凝胶过程。
优选用于本发明的该金属醇化物或醋酸盐前体是其(异)丙醇基或乙酰丙酮衍生物(即，醇化物或醋酸盐的(异)丙醇基或乙酰丙酮衍生物)。像例如乙酰基丙酮或乙酰醋酸乙酯的双酮能够被用于制成对水较不敏感的前体。然而，本发明不限于这些前体；也能够使用其他链烷醇，也能够使用其他金属盐(假设在本过程中其能够容易转变为氧化物形式)，例如醋酸盐。例如，醇化物可以被烷氧基-和氨基醇、β双酮、β酮酸酯、羧酸类修饰，以提供金属醇化物或金属醇化物衍生物。适当的醇化物和醋酸盐实例是异丙醇、(异)丙醇基、醋酸盐、乙酰丙酮、乙酰醋酸乙酯、t-乙酰醋酸叔丁酯等等。
用于制备前体溶液的溶剂优选地是低级醇，具体地是乙醇、异丙醇、2-丁醇或2-丁氧基乙醇。
金属的醇化物前体的沉积层的干燥和固化优选地是在低于400℃的温度下实行。这个层能够被直接沉积在该处理板的接触表面上。
在实施例中，所述处理板的接触表面由金属、釉质、有机聚合物、有机硅酸盐、或硅酸盐组成物组成。
在本发明的优选实施例中，所述接触表面已经用至少一个层预涂覆，该层优选地由金属组合物、釉质、有机聚合物、有机硅酸盐或硅酸盐涂层组成，更加优选地例如通过溶胶凝胶技术制成的金属氧化物层。该预涂覆的层，即中间层，尤其可以提供机械强度，并且通常厚1μm，诸如在1-100μm的范围内。本发明的金属氧化物涂层(即，Ti、Zr等的氧化物)尤其提供低摩擦功能，并且厚度尤其不大于1μm，诸如5-400nm。如上所指出的，该中间层尤其可以通过溶胶-凝胶过程提供。
在熨斗情形中，该金属氧化物外覆层能够因此被沉积在底板涂层的上面，该底板涂层优选地为硅酸盐基涂层，其通过溶胶-凝胶过程或通过另一种过程像PVD、CVD和热喷涂而应用，因此进一步提高溶胶-凝胶基硅酸盐涂层的滑行行为。这些过程对本领域技术人员来说是众所周知的。具有外部金属氧化物层的溶胶-凝胶涂层于是示出优异和一致的滑行行为，而保持良好的耐磨损性、抗刮性和抗变形性。
优选溶胶-凝胶过程用于氧化物层形成的原因是其低成本，并且其易于工业化。如上所指出的，溶胶-凝胶层的优点是其例如经由简单的喷涂过程代替真空过程而易于工业化。更有利地是，本涂层(例如通过喷涂该金属氧化物层可获得的，尤其诸如氧化钛层)以及最终层无需如用等离子喷涂层那样需要后磨光。此外，该涂层(或滑行层)是透明的，而非像来自现有技术的颗粒基涂层那样模糊不透明的。因此，这可以不影响怎样觉察到涂层的颜色。例如，当应用有色基础层时，或者印记可利用时，这仍可以通过涂层看到。因此，与一些现有技术溶液中相比保持更多的设计自由度，在现有技术溶液中，例如该颜色为等离子喷涂层的本身颜色。
位于熨斗的金属支持件和外层之间的这种层能够含有例如精细金属氧化物填充剂和诸如硅溶胶和硅烷的混合物的溶胶，该硅烷例如有机修饰硅烷，该层提供对金属基底的良好的粘着性以及良好的机械性能，在该层上沉积金属氧化物外层，外层包括钛、锆、铪、钪或钇或其混合物或组合物的氧化物的至少一种。与没有如本文中所定义的外部无机金属氧化物层涂层的现有技术系统相比，其具有优异的和更加一致的滑行行为；在织物(例如，棉、合成物、亚麻和丝)上的涂层的摩擦系数始终如一地为非常低的值。尤其是，支持件为金属支持件。因此，该熨斗的支持件尤其是熨斗的金属支持件。
因此，如下面也将公开的，该涂层致使用具(例如熨斗底板)在用具表面和为织物的制品相接触时具有优异且更连贯的滑行行为、良好的耐磨损性、抗刮性和抗污性。
因此，该涂层能够通过溶液沉积过程应用，诸如旋涂、浸涂或喷涂过程，或通过像PVD或CVD的气相沉积过程、或通过热喷涂过程。尤其，本发明的涂层通过溶液沉积过程应用，诸如旋涂、浸涂或喷涂过程。更加尤其，该沉积过程包括溶胶-凝胶过程。
在进一步实施例中，上面提到的溶胶-凝胶涂层的组合物与金属氧化物层的组合物结合，产生一个涂层。
由此，本发明也提供了一种用于在服装处理用具的处理板上提供溶胶-凝胶涂层的方法，其中该处理板包括表面和可选地在其表面上的中间层，并且所述方法包括在处理板或可选的中间层的表面提供所述溶胶-凝胶涂层，其中这个方法包括溶胶-凝胶涂覆过程，并且其中在该处理板或可选中间层上的溶胶-凝胶涂层包括金属氧化物，其中该金属氧化物的金属包括钛、锆、铪、钪、钇的一种或多种。尤其是，在使用期间，诸如本文中描述的所述涂层将在正被处理的服装上滑动。由此，在服装处理用具的使用期间，该处理板可以与正被处理的服装接触，并且由于摩擦力低，在这个服装上相对容易地移动。
本发明也涉及通过在所述处理板的接触表面上应用涂层，而提高用于服装处理用具的处理板(尤其是用于熨烫用具的底板)的滑行行为的方法，该涂层包括金属氧化物，该金属氧化物是从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或上述混合物或组合物组成的组中选择的。
进一步，如上所述关于在处理板的接触表面上的涂层的具体实施例，尤其是用于服装处理用具的处理板的接触表面的实施例，也可以应用于本文中所述的方法和方法实施例，并且可以与该方法和实施例结合。
本发明的主要元素是金属氧化物膜的薄层，其能够通过溶胶-凝胶过程、或通过PVD、CVD或热喷涂过程被应用在基底的上面，尤其是通过溶胶-凝胶过程，以提高涂层在服装上的滑行性能。因此，本发明的主要要素是金属氧化物膜的薄层，其能够通过溶胶-凝胶过程、或通过PVD、CVD或热喷涂过程被应用到可选已经包括预涂层(或实际上是中间层)的基底的上面，尤其是通过溶胶-凝胶过程，以提高涂层在服装上的滑行性能。与传统涂层相比，这种用金属氧化物层的新的低摩擦力、抗刮性、耐磨损性和易于清洁的涂层提供了许多优点，因为其有优异且一致的滑行行为，以及抗污性、抗刮性和耐磨损性。
尤其是，处理板设置有堆叠的层，具有如本文中所述的基础层和滑行层或涂层。该基本层针对处理板，并且甚至可以与处理板接触。尤其，该滑行层或涂层在使用中在正被处理的服装上滑动。在基础层和滑行层或涂层之间，可以可选存在另外的层。可选地，可以在基础层和涂层或滑行层之间有印记。尤其，该堆叠的大部分层是溶胶-凝胶涂层。例如，该印记可以是硅树脂基材料。由此，在实施例中，除了可选印记，所有层都可以是溶胶-凝胶层。
从以下描述的实施例，本发明的这些以及其他方面将变得显而易见并且参考这些实施例阐明。
附图说明
参考附图，本发明的这些及其他方面、特征和优点将通过下列一个或多个优选实施例的描述被进一步解释，其中：
图1是示出在现有技术接触表面的熨烫时间上的滑行可逆效应的图表，
图2是示出在不同的接触表面的熨烫时间上的滑行行为的图表，和
图3是示意地示出服装处理板的结构和将处理的制品的位置的图。
具体实施方式
通过阅读下列实例和附图将更好地理解本发明。
参考图1，示出通过使用根据本发明的具有接触表面(不含金属氧化物层)的熨斗，作为熨烫时间t(横轴，以小时)的函数的摩擦系数f(纵轴，以任意单位)。这个图的右侧一般具体示出了清洁该接触表面的效果。
如这个图中所示，通常，对于大多数涂层，诸如蒸汽机或熨斗的服装除皱器件的摩擦系数f趋向于随时间下降，即提高滑行行为。
然而，在其稳定在较低值之前，可能花费许多使用时间。如果该用户清洁该涂层表面(在时间tc)，那么该摩擦系数f回到原始值(如通过虚线所示)，导致滑行行为再次恶化。如图1的右侧所指示的，在其稳定在较低值之前要花费几个小时使用。
参考图2，示出通过在棉上使用熨斗，作为熨烫时间t(横轴，以小时)的函数的摩擦系数f(纵轴，以任意单位)，其中该熨斗的接触表面具有氧化钛层(曲线C)、氧化锰层(曲线B)、或者没有额外(外部)层(曲线A)。清楚地示出具有氧化钛层(曲线C)的接触层的良好效果：具有氧化钛层的接触表面不但更快地稳定，而且在较低摩擦系数下稳定。这提供了更好且更一致的滑行行为。已经发现，通过使用来自某些前过渡金属的金属氧化物层呈现出这个效果，而后过渡金属(例如，Mn)未示出这个效果。
参考图3，示意地示出用于服装处理用具100的具有接触表面的服装处理板10的结构。该处理板具有涂层20，其将接触将处理的制品30(由织物构成)。由此，实际上，该服装用具的接触表面现在是最远离处理板的涂层20的表面。在使用期间，所述涂层30可以在正被处理的服装上滑动。
下面将详细解释本金属氧化物的制造，其包括服装处理用具的接触表面的涂层。
为了实现良好且一致的滑行行为，经由溶胶-凝胶过程将金属氧化物膜的薄层应用到基础层(溶胶-凝胶层)上。该金属氧化物外层包括钛、锆、铪、钪、或钇或其混合物的至少一种氧化物。该金属氧化物层依靠通过使用金属醇化物前体的溶胶-凝胶过程而被应用，该前体优选地是从金属醇化物前体中选择的，诸如用乙酰丙酮或乙酰醋酸乙酯修饰的丙醇盐、异丙醇盐、丁醇盐或其衍生物。然而，将显而易见的是，也能够使用能够在所应用的条件下被转变为氧化物形式的其他盐类。
优选用于本发明的过程的金属醇化物前体是从钛(IV)丙醇盐、钛(IV)异丙醇盐、锆(IV)丙醇盐、铪(IV)丙醇盐、钪(III)乙酰丙酮盐中选择的。对于钇，钇(III)醋酸盐是适合的原料。用于制备前体溶液的溶剂便利地是低级醇，诸如乙醇、异丙醇、2-丁醇或2-丁氧基乙醇。
下面描述用于本发明的涂层制备程序；Ti、Zr和Y被用作实例。
程序：
以摩尔比率1:1用乙酰醋酸乙酯(EAA)混合M(i-OPr)4(即金属异丙醇盐)，并且搅拌1小时(优选地，M为Ti或Zr)
在使用前，用异丙醇将前体稀释到0.1％到80％的浓度，优选地为0.5-40％。
取决于所要求的厚度，所使用的前体的浓度可以从0.1％到80％，优选地为0.5-40％。在喷涂并干燥基础层(也被称作内部溶胶-凝胶涂层)之后，前体溶液被喷涂在所述层(内部溶胶-凝胶涂层)的上面。在小于400℃的温度下干燥并固化之后，该金属氧化物外层形成在基础层(内部溶胶-凝胶层)上。取决于在基础层上喷涂的溶液的量，该外层的厚度将从1到1000纳米；为了良好的外观、滑行行为和机械性能，其将更优选地从5纳米到400纳米。
对于钇，程序如下：0.5克Y(Ac)3被分散在25ml 2-丁氧基乙醇中。然后，将0.38克乙酰丙酮(2eq)与0.26克NH3(25％)(2eq)加在一起给出透明溶液。
该合成溶液能够如用于氧化钛和氧化锆所述的应用。
也能够使用金属氧化物的混合物。例如，已经观察到钇锆酸盐或钇钛酸盐给出良好的滑行层。
例如，通过以2比3比例混合来自前面实例的钇配合物与Ti(OPr)3EAA，并且应用如用于纯Ti或Zr氧化物层所述的合成溶液，形成Y2Ti3O9。
被制备的进一步系统的一些实例是：
通过在25ml BuOH中混合0.5克Ti(OPr)4与0.47磷酸三丁酯制成TiPOx。合成的溶液能够如用于氧化钛和氧化锆所述的应用；
通过在25ml BuOH中混合0.5克Zr(OPr)4与0.28磷酸三丁酯制成ZrPOx。合成的溶液能够如用于氧化钛和氧化锆所述的应用。
TiPOx或ZrPOx分别指示磷酸钛或磷酸锆。
除溶胶-凝胶过程之外，该金属氧化物层也能够通过诸如PVD、CVD、或热喷涂的另一过程而被应用。
具有外部金属氧化物层(这里TiO2被用作实例)的溶胶-凝胶涂层的摩擦系数按照IEC标准(用于滑行&平滑度测试的IEC标准，IEC60311(ED4.1))来测量；基础层(溶胶-凝胶层)也作为参考而被测试。具有外部金属氧化物层的涂层在织物上的摩擦系数一致地为非常低的值，织物例如棉、合成物、亚麻和丝等等。例如，图2示出随具有外部金属氧化物层的涂层在棉上的熨烫时间的滑行行为。如与参考基础层(溶胶-凝胶涂层)相比较，根据本发明的具有外部金属氧化物(TiO2)的基础层的滑行行为随着使用时间过去更好并且更加一致。
进一步，评估许多材料的滑行行为。一方面，这是根据理论估算完成的，并且另一方面通过实验工作完成，其中仪表分别测试具有下面指示的涂层的熨斗，并且比较不同涂层间的滑行行为(表格1)：
表格1：许多涂层的滑行行为：
从上面表格，清楚的是，本发明的氧化物比其他氧化物或磷酸盐或钒酸盐等具有更加良好的滑行性质。
除其他，对以下系统也进行了对比并对他们的滑行行为(使用从前面的表中获取的Y2O3,TiO2和ZrO2值)进行了测试，参见表2：
表2与氧化钇和氧化钛相比多个混合氧化物涂层的滑行行为
由此表明，钇-钛混合氧化物甚至提供了更好的特性。在进一步的一系列测试中，两测试面板在不同类型的纺织品上测试TiO2和Y2Ti3O9的滑行行为。测试面板使用具有带所示材料的滑行层的熨斗熨烫所示纺织品，并且Y2Ti3O9的滑行结果被与TiO2进行对比。为了提高该结果的可靠性，不同测试面板被使用(使用A和B表示)。结果在下表(表3)中被示出。
通过两个不同测试面板Y2Ti3O9与TiO2的滑行行为对比
TiO2 Y2Ti3O9
测试面板A
聚酯 +++ +++++
棉衬衫 +++ ++++
牛仔裤 +++ +++++
棉桌布 +++ +++++
亚麻衬衫 +++ +++++
平均 +++ +++++
TiO2 Y2Ti3O9
测试面板B
混纺衬衫 +++ +++++
丝绸 +++ +++++
牛仔裤 +++ +++++
亚麻服装 +++ +++
平均 +++ +++++
如在测试中所示，基于钛和钇的混合氧化物比钛或钇氧化物的溶胶凝胶层甚至更好。因此，这些涂层显示出优越表现。
本领域技术人员将理解本文中的术语“大体上”，诸如“大体上全部”或“大体上包含”。术语“大体上”也可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。由此，在实施例中，也可以去掉该形容词大体上。在可应用的情况下，术语“大体上”也可以指90％或更高，诸如95％或更高，尤其99％或更高，更加尤其99.5％或更高，包括100％。该术语“和/或”尤其指术语“和/或”前面和后面提到的一个或多个项目。例如，短语“项目1和/或项目2”及类似短语可以指一个或多个项目1和项目2。该术语“包括”在实施例中可以指“由...组成”，但是在另一实施例中也可以指“含有至少所定义的种类和可选的一个或多个其他种类”。
此外，本说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等等用于区别类似元件，并非一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，所使用的术语在适当环境下可互换，并且本文中所述的本发明的实施例能够以不同于本文中所述或说明的其他顺序操作。
本发明进一步应用于一种器件，其包括一个或多个说明书中描述和/或附图中示出的特性化的特征。本发明进一步关于一种方法或过长，其包括说明书中描述和/或附图中示出的一个或多个特性化的特征。
本专利中所讨论的各个方面能够结合，以便提供额外的优点。此外，一些特征能够形成一个或多个分案申请的基础。
尽管已经在附图和前述描述中详细说明和描述本发明，但是本领域技术人员应该清楚，这些说明和描述将被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例；更确切地，如本领域技术人员能够理解并实行的那样，从附图、公开和附加的权利要求的学习中，在如附加的权利要求中所限定的本发明的保护范围内可能存在一些变化和修改。在权利要求中，该单词“包括”不排除其他元件和步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。即使某些特征在不同的从属权利要求中叙述，本发明也涉及包括这些共同特征的实施例。权利要求中的任何附图标记不应该被看作限制该保护范围。

Claims (37)

1.一种用于服装处理用具(100)的处理板，所述处理板具有接触表面，在使用中所述接触表面在正被处理的服装(30)上滑动，其中所述接触表面设置有涂层(20)，所述涂层包括金属氧化物，所述金属氧化物是从由氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合组成的组中选择的，并且其中所述涂层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。
2.根据权利要求1所述的处理板，其中所述涂层(20)是溶胶-凝胶涂层。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的处理板，其中所述涂层(20)大体上由(i)氧化钛、氧化锆、或氧化钛和氧化锆的混合物或组合组成，或者由(ii)氧化钛、氧化钇或氧化钛和氧化钇的混合物或组合组成。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的处理板，其中所述涂层(20)包括包含氧化钛和氧化钇的混合氧化物。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的处理板，其中所述涂层(20)包括Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的处理板，其中所述涂层(20)的厚度小于1μm。
7.根据权利要求6所述的处理板，其中所述涂层(20)的厚度小于400nm。
8.根据权利要求1，2和7中任一项所述的处理板，所述处理板(10)包括基底，所述基底具有所述涂层(20)被应用到其上的所述接触表面，其中所述基底是金属、釉质、有机聚合物或硅酸盐基底。
9.根据权利要求8所述的处理板，其中所述基底是有机硅酸盐基底。
10.根据权利要求1，2和7中任一项所述的处理板，其中所述处理板(10)包括金属基底，并且其中所述处理板进一步包括在所述金属基底和所述涂层(20)之间布置的至少一层，所述层是金属组合物、釉质、有机聚合物或硅酸盐层。
11.根据权利要求10所述的处理板，其中所述层是有机硅酸盐层。
12.根据权利要求1，2，7，9和11中任一项所述的处理板，其中所述涂层(20)能够通过包括下列步骤的方法获得：
制备金属的可水解前体溶液，所述金属是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或这些金属的化合物的混合物或组合中选择的，
在所述接触表面上沉积一层所述前体溶液，
随后干燥，并且固化，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合的层。
13.根据权利要求12所述的处理板，其中所述前体溶液包括醇化物前体或醋酸盐前体。
14.一种服装处理用具(100)，包括根据权利要求1-13中任一项所述的处理板(10)。
15.根据权利要求14所述的服装处理用具(100)，其中所述涂层(20)包括包含氧化钛和氧化钇的混合氧化物。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的服装处理用具(100)，其中所述涂层(20)包括Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。
17.一种在用于服装处理用具(100)的处理板(10)的接触表面上制造涂层(20)的方法，其中在使用中，所述接触表面在正被处理的服装(30)上滑动，所述方法包括下列步骤：
在所述接触表面上沉积一层金属或化合物的前体材料，所述金属或化合物是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或这些金属的化合物的混合物或组合中选择的，至少包括钛、锆和钇中的两种或多种，其中所述前体材料包括可水解前体和可水解前体溶液中的一项或多项；和
处理所述金属或化合物的前体材料的层，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合的层，其中所述处理的所述金属或化合物的前体材料的层包括包含氧化钛、氧化锆和氧化钇中的两种或更多种的混合氧化物。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括下列步骤：
在所述接触表面上沉积一层金属的可水解前体，所述金属是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或这些金属的化合物的混合物或组合中选择的；以及
固化所述层，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合的层。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述前体是醇化物前体或醋酸盐前体。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中所述沉积依靠干化学过程。
21.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中所述沉积依靠气相沉积过程。
22.根据权利要求17所述的方法，所述方法包括下列步骤：
制备金属的可水解前体溶液，所述金属是从钛、锆、铪、钪、钇或这些金属或这些金属的化合物的混合物或组合中选择的，
在所述接触表面上沉积一层所述前体溶液，
随后干燥，并且固化，以获得包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化钪、氧化钇或其混合物或组合的层。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述前体溶液包括醇化物前体或醋酸盐前体。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述沉积依靠湿化学过程。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述沉积依靠溶解过程。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述沉积依靠溶胶-凝胶过程。
27.根据权利要求23-26中任一项所述的方法，其中用于制备所述金属的醇化物或醋酸盐前体的所述溶液的溶剂是低级醇。
28.根据权利要求23-26中任一项所述的方法，其中用于制备所述金属的醇化物或醋酸盐前体的所述溶液的溶剂是乙醇、异丙醇、2-丁醇、或2-丁氧基乙醇。
29.根据权利要求23所述的方法，其中所述醇化物或醋酸盐前体是丙醇基或乙酰丙酮衍生物，并且其中所述干燥和固化在低于400℃的温度下实行。
30.根据权利要求17所述的方法，其中所述处理板的所述接触表面由金属、釉质、有机聚合物、或硅酸盐组合物组成。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述处理板的所述接触表面由有机硅酸盐组成。
32.根据权利要求17，18，19，22，23，24，25，26，29，30，31中的任一项所述的方法，其中所述接触表面用至少一层预涂。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述至少一层由金属组合物、釉质、有机聚合物或硅酸盐组成。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述至少一层由有机硅酸盐组成。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述至少一层为通过溶胶-凝胶技术制备的金属氧化物层。
36.根据权利要求17，18，19，22，23，24，25，26，29，30，31，33，34，35中的任一项所述的方法，其中由此获得的所述层包括包含氧化钛和氧化钇的混合氧化物。
37.根据权利要求17，18，19，22，23，24，25，26，29，30，31，33，34，35中的任一项所述的方法，其中由此获得的所述层包括Y2TiO5、Y2Ti2O7和Y2Ti3O9中的一种或多种。
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