JP2000501325A - アイロン及びアイロン用ソールプレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属のソールプレートを有するアイロンであって、無機重合体を含有する減摩層が備えられているアイロンに関する。この減摩層の耐引掻性を改善するために、減摩層に面している主としてアルミニウムから形成されているソールプレートの部分の間に、硬質中間層が設けられる。この中間層は、好ましくはアルミニウム酸化物から構成され、電気化学的処理によって設けられる。減摩層における、重合アルキルトリアルコキシシラン、特にメチルトリエトキシシランの使用は、より一層厚い従ってより一層高い耐引掻性を示す層を得ることを可能にする。かかる層では、酸化物ナノ粒子と無機有色顔料を混合することができ、耐引掻性の更なる増強が引き起こせる。

Description

【発明の詳細な説明】 アイロン及びアイロン用ソールプレート 本発明は、金属のソールプレートを有しており、無機重合体を含有する減摩層 が備えられているアイロンに関する。また、本発明は、減摩層を有しており、ア イロンに用いるのに適するソールプレートに関する。 序文に記載した種類のアイロンは、それ自体、例えば、欧州特許出願第ＥＰ− ６４０．７１４号及びそれに相当する米国特許第５．５９２．７６５号明細書か ら知られている。前記特許出願は、さらに特に、ステンレス鋼のソールプレート を備えており、ポリシリケートの減摩層で被覆されている、アイロンを記載して いる。この減摩層は、溶液からゾル−ゲル技術によって設けることができる。 所定の条件下で、既知のアイロンの減摩層の耐引掻性が最適状態に及ばないこ とが見出された。例えば、アルミニウムのソールプレートを用いる場合、減摩層 の耐引掻性は満足なものではない。かかるアイロンの減摩層を鋭利な物体上で動 かし、しかも同時に、その上に圧をはたらかせる場合、減摩層が破断し得ること が見出された。 本発明の目的は、前記既知のアイロンを改善することにある。本発明は、さら に特に、減摩層の耐引掻性が既知のアイロンのものよりも高いアイロンを提供す ることを目的とする。また、本発明は、優れた耐引掻性を有するソールプレート を提供するものである。 本発明のこれらの目的及び他の目的は、序文に記載した種類のアイロンによっ て達成されるが、このアイロンは、減摩層に面するソールプレートの部分がアル ミニウムから主として形成されており、及び硬質中間層がソールプレートと減摩 層との間に設けられていることを特徴とする。 本発明は、下層がアルミニウムから形成されているという事実によって、好ま しくない耐引掻性が引き起こされるという洞察に、実験的に到達したことに基づ いている。所定の条件下で、この材料は、アイロン掛けの間に起こり得る総合的 な負荷に対抗するには柔らかすぎることが分かる。この問題は、硬質中間層を減 摩層とソールプレートとの間に用いることにより克服することができることが見 出された。 原則として、本発明のアイロンのソールプレートは、成形アルミニウムの単一 ブロックからなることができる。しかし、あるいはまた、種々の部分から構成さ れるソールプレートを用いることができる。これについての例は、製造の容易性 に寄与するために興味深く、ダイカストで製造し得るアルミニウムの第１の部分 を含むソールプレートであり、この第１の部分には、薄いプレートの形態の実質 的に純粋なアルミニウムの第２の部分が固定されている。実質的に純粋なアルミ ニウムは、比較的柔らかいことが見出された。結果として、この材料のソールプ レート及びソールプレートの部分は、その上に立体的な無機重合体を含有する既 知の減摩層が備えられており、減摩層におけるクラックの形成に特別に鋭敏であ る。特に、かかる構成において、硬質中間層の存在は、重要な利点である。 硬質層は、本明細書では、硬度がアルミニウムの硬度の少なくとも２倍、及び 好ましくは少なくとも５倍である層を意味すると理解すべきことに注目される。 かかる硬質層は、例えば、減摩層を適用する前にソールプレートの表面を処理す ることによって得ることができる。アルミニウムの表面は、例えば、ニトロ化又 は炭酸法によって硬化させることができる。前記方法においては、アルミニウム 層において、それぞれ、窒素又は炭素の拡散が起こり、これがソールプレートの 表面に位置する。 他の解法は、コストの観点から更に興味深く、薄いプレート状に成形した硬質 層を用いることによって成立する。かかるプレートは、アルミニウム（部分）の 表面に、例えば、ビーディング、相互接着によって及び／又はねじ、鋲等のよう な機械的な固定手段によって固定される必要がある。この点で、焼入鋼又はＣｒ Ｎｉ−鋼の薄いプレートは、極めて有効であることが証明された。これらのプレ ートは、片面上に前記減摩層が設けられ、その後それらがソールプレートに未被 覆表面で固定される。かかるプレートの厚さは、０．２〜４．０ｍｍの間の範囲 内で選ばれるのが好ましい。 本発明のアイロンの更に興味深い例は、硬質中間層がアルミニウム酸化物から なることを特徴とする。かかる硬質中間層は、減摩層を設ける前にソールプレー トのアルミニウム表面の電気化学的酸化による簡単な方法で得ることができる。 この酸化物層を設ける適切な方法は、一般に、”（硬質）陽極酸化法”、”アル マイト加工法”及び”乳光法”と称される。更なる実験は、無機重合体を含有す る減摩層が、かかるアルミニウム酸化物の中間層に極めて良好に結合することを 明らかにした。 中間層の厚さは、５マイクロメーターと６０マイクロメーターの間で変化する のが好ましい。中間層の厚さが５マイクロメーター未満の場合、その時、減摩層 の耐引掻性が不十分にしか改善されない。６０マイクロメーターを超える厚さを 有する硬質中間層は、コストの観点から魅力がない。両欠点の間の最適な中間物 は、１０〜４０マイクロメーターの間の範囲内の厚さを有する中間層によって達 成される。 減摩層の無機重合体はゾル−ゲル法によって、硬質層上に設けられるのが好ま しい。この方法では、立体的な、無機重合体が形成される。所要により、この重 合体は、有機側基を含むことができる。適切な減摩層は、Ｚｒ−酸化物、Ａｌ− 酸化物、Ｔｉ−酸化物及び、好ましくは、Ｓｉ−酸化物、又はそれらの混合物に 基づく重合体を含んでいる。 基体上に層を製造するためにゾル−ゲル溶液を用いる場合、まず第一に、液体 中の固形粒子のコロイド懸濁液を調製する。本発明の場合、前記コロイド懸濁液 は、有機溶媒中の加水分解された金属−アルコキシド粒子からなるのが好ましい 。ちなみに、既知の金属アルコキシドは、Ｔｉ−、Ｚｒ−、Ａｌ−及びＳｉ−テ トラアルコキシドである。通常、アルコールを有機溶媒として用いる。前記コロ イド溶液は、所定量の水並びに触媒としての少量の酸又は塩基を金属−酸化物（ 混合物）に添加することによって形成する。得られたコロイド溶液は、アルコー ル中で安定化され、次いで、薄層の形態で、所望の基体上に提供することができ る。添加された触媒と水は、アルコキシドの（部分的）加水分解を引き起こす。 結果として、重縮合が起こるので、無機重合体が形成される。この方法は高温で 促進される。得られたゾル−ゲル層の溶媒は、供給過程中に主として蒸発する。 残余の溶媒は高温で蒸発させる。 ゾル−ゲル法によれば、極めて薄い層の立体的な、無機重合体をアルミニウム ソールプレートの硬質中間層上に形成することができる。前記金属−テトラアル コキシドを用いる場合、前記層の厚さは約０．５マイクロメーター以下である。 前駆体として金属アルコキシドを有する立体的な、無機重合体を基礎とする薄い 層の使用は、本発明にかかる減摩層が著しく安価になることを保証する。立体的 な無機重合体が線形の無機重合体よりも高い硬度と耐破壊性を示すことは、注目 される。したがって、立体的な重合体が好ましい。 コロイド溶液をソールプレート上に層の形態で設けるには種々の方法があり、 例えば、浸漬被覆又はスピニングによる。好ましくは、この層は噴霧技術によっ て設けられる。この方法で設けられた層は、スピン−コーティングによって設け られた層よりも低い摩擦係数を有する。より一層厚い層を望む場合には、塗布工 程を多数回繰り返す。 本発明のアイロンの好適例は、本発明に従って、立体的な、無機重合体が重合 アルキルトリアルコキシシランから主として構成されることを特徴とする。この 種の重合シランに基づく減摩層が、前述した特許の刊行物に開示されたようなテ トラアルコキシシラン上に基づく減摩層よりも実質的に高い耐破壊性を示すこと が見出された。したがって、本発明のこの例にかかるアイロンの減摩層の層厚は 、従来技術にかかるアイロンの減摩層の層厚よりも著しく厚くすることができる 。比較的厚い減摩層の使用は、この層の耐摩耗性の増加に寄与する。本発明のア イロンの減摩層は、１０〜２５マイクロメーターで変化する厚さで形成すること ができる。耐久性を最適化するには、既知の減摩層の層厚を実際上２０マイクロ メーター以下にする必要がある。減摩層における望ましくないクラック形成が、 より一層大きな厚さで生じ得ることが見出された。この種の減摩層の最適な厚さ は５〜１５マイクロメーターの間で変化する。 特に、低級アルキル基、例えば、フェニル−、プロピル−及びエチル−トリア ルコキシシランが、この種の減摩層に極めて有利に用いることができることが見 出された。最良の結果がメチルトリアルコキシシランを用いて達成された。メチ ルトリアルコキシシランで得られた層は、高級及び／又はより一層複雑なアルキ ル基を含むシランから製造された層よりも良好な耐熱性を示す。 減摩層が、ある量の充填材、例えば、酸化物のナノ粒子を有利に含むことがさ らに見出された。これらの酸化物粒子は、１００ｎｍ以下の平均粒径を有する。 これについての適切な例は、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂及び／又はＳｉＯ₂の ナノ−粒子である。前記粒子の量は、減摩層の全重量について計算して、３０〜 ７０重量％の範囲内で変化するのが好ましい。良好な結果は、約５０重量％のナ ノ−粒子を減摩層において充填材として用いることにより達成された。これらの 充填材の存在は、減摩層の硬度の増加を導く。 本発明のアイロンの他の興味深い例は、本発明に従って、減摩層が充填剤とし て無機有色顔料を含むことを特徴とする。これらの有色顔料は、また、減摩層に より一層高い硬度を提供する。加えて、減摩層の”外観”は、かかる有色顔料の 存在によって改善される。特に、（混合した）金属酸化物を基礎とする無機有色 顔料は、満足するものであることがわかる。数種の極めて適切な種類の有色顔料 は、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＡｌ₂Ｏ₄、並びにＴｉＮｉＳｂ及びＴｉＣｒＳｂを基礎とす る混合金属酸化物である。これら有色顔料は、数十マイクロメーターの平均粒径 を有する。したがって、これらは、特に、より一層厚い減摩層、例えば、アルキ ルトリアルコキシシランによって製造され得る減摩層に用いるのに適切である。 本発明は、また、減摩層が設けられ、アイロンに用いるのに適切な自由に動く ソールプレートに関する。本発明によれば、減摩層に面する本発明にかかるソー ルプレートの部分が主としてアルミニウムから構成され、及び硬質中間層がソー ルプレートと無機重合体の減摩層との間に設けられている。本発明が通常のアイ ロン及び蒸気アイロンともに用いることができることは注目される。 本発明のこれらの観点及び他の観点は、以下に記載する例から明らかになり、 及びこれらの例を参照して説明される。 図面において： 図１は、本発明のアイロンを示す。 明瞭性のために、図１に示すアイロンは、特に種々の層の厚さを、比率に従っ て描いていないことが注目される。 図１は、本発明の好適例の蒸気アイロンの概略側面図である。前記アイロンは 、合成樹脂製ハウジング（１）を含み、その下部面に金属のソールプレート（２ ） が設けられている。この場合、ソールプレートは、ダイカストで製造し得るアル ミニウムのブロック（６）から形成され、このブロックに純粋なアルミニウムの 薄いプレート（３）が固定されている。ハウジングから向きがそれているソール プレートの表面には、連続して、硬質中間層（４）と減摩層（５）とが設けられ ている。この硬質中間層（４）は、例えば、別々に設けられたＮｉＣｒ−鋼のプ レート又は、好ましくは、電気化学的に設けられたアルミニウム酸化物の薄層か らなる。減摩層（５）は、ゾル−ゲル法によって設けられる立体的な無機重合体 を含む。以下には、幾つかのアイロンの例を記載する。 従来技術にかかる第１の例では、アイロンのソールプレートは、Ｓｉ含有アル ミニウムの固形の、ダイカストブロックを含む。このブロックには、更にゾル− ゲル法によって、０．３マイクロメーターの層厚のポリシリケートが、上述した 特許明細書第ＥＰ−６４０．７１４号に記載されているように設けられる。この アイロンを”タイプＡ”と称する。 本発明の第１の例では、アイロンのソールプレートは、Ｓｉ含有アルミニウム の固形の、ダイカストブロックを含む。ＮｉＣｒ−鋼の薄いプレート（０．４ｍ ｍ厚）の形態の硬質層がそのソールプレートに固定される。この目的のために、 プレート及び前記ブロックの主要な表面を互いに接着し、及びプレートの縁をビ ード化した。アイロンから向きがそれている表面上で、このプレートには、薄い 減摩層が既に設けられている。この層は、０．４マイクロメーターの厚さのポリ シリケートの層から構成された。この層は、上述の特許明細書に記載されたよう に設けた。このアイロンを”タイプＢ”と称する。 本発明の第２の例では、アイロンのソールプレートは、Ｓｉ含有アルミニウム の固形の、ダイカストブロックを含む。純粋なアルミニウムの薄いプレート（１ ．６ｍｍ厚）をねじ及び接着部によって、ブロック上に設けた。ブロックから向 きがそれているこのプレートの表面に、連続して、硬質層と立体的な無機重合体 の減摩層とを設けた。硬質層は、２３マイクロメーターの厚さのアルミニウム酸 化物の層からなり、この酸化物は、電気化学的な堆積、（硬質陽極酸化）によっ て設けた。減摩層は、０．６マイクロメーターの厚さのポリシリケートの層から なる。この層は、上述の特許明細書に記載されているように設けた。このアイロ ンを”タイプＣ”と称する。 本発明の第３の例では、アイロンは、第２の例のソールプレートと実質的に同 一のソールプレートを含む。しかし、第３の例では、硬質層の厚さを３５マイク ロメーターとした。この第３の例では、減摩層は、１０マイクロメーターの厚さ を有しており、及び有機的に修飾した立体的な無機重合体を含んでいた。減摩層 の硬度を高めるために、この層は、また、ある量の酸化物ナノ粒子並びに相対的 に少量の無機有色顔料を含んでいた。このアイロンを”タイプＤ”と称する。 ”タイプＤ”のアイロンの減摩層を以下のようにして製造した。まず、１９． ４ｇのＭＴＭＳ（メチルトリメトキシシラン）、０．９ｇのＴＥＯＳ（テトラエ チルオルトシリケート）、２．７ｇのＨＡｃ（酢酸）、２０ｇの酸化物ナノ粒子 （５０％の固形分を有するシリカゾル；ルドックス）及び１ｇの無機有色顔料を 含有するゾル−ゲル溶液を調製した。１時間の加水分解の後、この溶液を、陽極 酸化したアルミニウムのソールプレートのアイロン掛け面上に、噴霧ロボットに よって噴霧した。このようにして設けたゾル−ゲル層を、３００℃で４５分間硬 化させた。得られた減摩層は、有機的に修飾されたポリシリケート（厚さ１０マ イクロメーター）の立体的な無機重合体を主として含有していた。無機顔料の種 類によって、減摩層は異なる色調に製造することができた。この層は、良好な耐 引掻性及び金属ソールプレートに対する良好な接着性を示した。ソールプレート を５００回、２０〜３００℃の温度サイクルに曝した後、接着性の劣化は起こら なかった。 ４種のアイロンの比較から、次の結論を引き出すことができる。すべての場合 に、硬質中間層の使用は、減摩層の耐引掻性の増強を導く。製造の容易性に関連 する理由から、アルミニウム酸化物の電気化学的に処理した層によって形成され た硬質層の使用は、明らかな利点を有する。立体的な無機重合体を基礎とする減 摩層のかかる層に対する接着性は、例えば、ＮｉＣｒ鋼のプレートに対する接着 性よりも良好である。有機的に修飾したトリアルコキシシランの使用の重要な利 点は、これらがより一層厚い減摩層を製造可能にすることである。加えて、減摩 層の硬度の更なる増加を引き起こす酸化物ナノ粒子は、この種の層に混合するこ とができる。他の利点は、この目的のため、また、無機有色顔料をこの種の厚い 減摩層に混合することができる。更に、これらの有色顔料は、この層に魅力のあ る外観を提供する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スネイケルス―ヘンドリックス イングリ ッド ヨゼフ マリア オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属のソールプレートを有しており、無機重合体を含有する減摩層が備えら れているアイロンであって、 前記ソールプレートの前記減摩層に面する部分が、アルミニウムから主とし て形成されており、及び硬質中間層が前記ソールプレートと前記減摩層との間 に設けられていることを特徴とする、アイロン。 ２．前記硬質中間層がアルミニウム酸化物からなることを特徴とする、請求項１ 記載のアイロン。 ３．前記中間層の厚さが５マイクロメーターと６０マイクロメーターの間で変化 することを特徴とする、請求項１又は２記載のアイロン。 ４．前記無機重合体がゾル−ゲル法によって設けられていることを特徴とする、 請求項１〜３のいずれか一項記載のアイロン。 ５．前記無機重合体が、重合アルキルトリアルコキシシラン、特にメチルトリア ルコキシシランから主として構成されていることを特徴とする、請求項１〜４ のいずれか一項記載のアイロン。 ６．前記減摩層が酸化物ナノ粒子を含んでいることを特徴とする、請求項１〜５ のいずれか一項記載のアイロン。 ７．前記減摩層が無機有色顔料を含有していることを特徴とする、請求項１〜６ のいずれか一項記載のアイロン。 ８．減摩層を有しているソールプレートであって、請求項１〜７のいずれか一項 記載のアイロンに用いるのに適する、ソールプレート。