JP3690826B2 - 減摩層を有するアイロン及びその製造方法 - Google Patents
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
- D06F75/00—Hand irons
- D06F75/38—Sole plates
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、減摩層を備えている金属底板を有するアイロン及びその製造方法に関する。また、本発明は特に、アイロンを製造するにあたり、金属底板の表面に減摩層が形成されることに特徴がある。
【０００２】
【従来の技術】
上記型のアイロンはそれ自体公知のものである。例えば、トイツ国特許出願第３，６１７，０３４号には、少なくとも二つの下層で構成されている減摩層を備えている底板を有するアイロンが記載されている。第１下層は、例えば、酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムと酸化チタンとの混合物の基層から成り、かつ、これを例えば、プラズマ噴霧法によって金属底板に塗布する。前記基層に、例えば、テフロンを主成分とする合成樹脂の第２下層を形成する。
【０００３】
従来のアイロンには、例えば、特に、減摩層の機械的強度が不充分である等の欠点を有することが知られている。これは、特に合成樹脂層の比較的低い耐引掻性に起因するものである。また、合成樹脂層の安定性に問題があることも知られている。アイロンとしては慣例である、約３００℃の最高温度での合成樹脂の安定性は一般には最適ではない。更に、上述した従来の減摩層のように二重層を設けることは時間と費用が費やされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記欠点を克服したアイロンを製造することである。本発明は、更に、耐引掻性の高い減摩層を備えている金属底板を有するアイロンを製造することである。底板の表面に、簡単かつ安価な方法で上記減摩層を備えることを可能にすべきである。更に、減摩層は腐蝕及び最高３００℃までの頻繁かつ急激な温度変化に対する耐性を有するべきである。本発明の他の目的は、底板の表面に減摩層を形成する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明のアイロンは、ゾルーゲル法によって生じたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層で減摩層を設けたことを特徴とする。
【０００６】
ゾルーゲル法によって形成される層は、テフロン（登録商標）と比べると極めて良好な耐引掻性を有する。下記に詳細に説明するように、かかる層を簡単な方法で金属底板の表面に形成することができる。ポリシリケートを主成分とする無機重合体から形成された減摩層は、腐蝕に対し、更に２０〜３００℃範囲での頻繁かつ急激な温度変化に対して極めて高い耐性を有することを見出した。加えて、ポリシリケートを主成分とする無機重合体は、費用の節約のためにも用いることが好ましく、また、ポリシリケートを主成分とするゾルは簡単な方法で製造でき、かつ、上述した他のゾルより比較的長期間に渡り安定性を維持することができる。
【０００７】
本発明のアイロンは、減摩層をなす無機重合体の成分として、前記主成分の他に、フルオロ化炭化水素化合物を存在させることが好ましい。かかる化合物の存在により、アイロンのアイロン掛け中の摩擦抵抗は極めて低くなる。従って、これは本発明におけるアイロンのアイロン掛け特性をかなり改善させることになる。フルオロ化炭化水素を、減摩層の無機重合体マトリックス中にばら化合物(loose compounds)として、例えば、テフロン（登録商標）の微粒子粉末形で、埋込むことができる。しかし、前記フルオロ化炭化水素化合物は無機重合体に共有結合を介して結合されることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は減摩層を備える金属底板を有するアイロンを製造する方法に関する。本発明の方法は、高温で硬化する際に無機重合体に転換するアルコキシ シリケートを主成分とするゾル−ゲル溶液を金属底板に塗布し、塗布したゾル−ゲル溶液を高温で硬化させたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層を減摩層としてアイロン表面に形成することを特徴とする。
【０００９】
ゾルーゲル溶液の製造方法は、それ自体公知である。ゾルーゲル溶液を用いて支持体上に層を製造する場合、まず液体中の固体粒子のコロイド懸濁液を製造する。本発明では、有機溶媒中で加水分解されたＳｉ−アルコキシド粒子を用いる。アルコールは、通常、有機溶媒として用いられる。少量の水、並びに少量の酸若しくは塩基を、触媒として上記コロイド溶液又はゾルに加えてから、それを用いて所望の支持体に薄層を形成する。添加した触媒及び水はアルコキシドを加水分解させ、その後、高温で無機重合体への重縮合が行われ、かつ、得られたゾルーゲル層から溶媒を蒸発する。
【００１０】
ゾルーゲル法に従って、無機重合体の極めて薄い層を底板の表面に形成することができる。例えば、１マイクロメートル以下、更に０．５マイクロメートル以下の厚さをこの方法により得ることができる。これらの薄層の使用及び無機重合体用単量体としてのアルコキシ シリケートの選定により、優れた減摩層を極めて安価に製造することを確実にする。
【００１１】
本発明の方法は、前記ゾル−ゲル溶液に、主成分であるアルコキシ シリケートの他にアルコキシ シリケートの全体量に対して最大50重量％の量の３−グリシジルオキシプロピルトリメキトシシラン（ＧＬＹＭＯ）が存在することが好ましい。コロイド溶液中にかかる化合物が存在するため、ゾルーゲル法により形成した減摩層の金属底板への接着性が実質的に改良される。かかる化合物が存在しない場合には、底板に無機重合体の減摩層を形成する前に、底板を洗浄段階に更に多数回通さなければならない。上記化合物の存在によって、これらの工程を省略することができる。
【００１２】
本発明の方法は、前記ゾル−ゲル溶液に、主成分であるアルコキシ シリケートの他にフルオロ化シラン化合物が存在することが好ましい。上記化合物の存在により減摩層の疎水性をかなり改良することができる。コロイド粒子の、全体量に対する０．１重量％の量は、形成される無機重合体にテフロン（登録商標）の疎水性に相当する疎水性を付与するのに充分な量である。５重量％を超過する量であっても、減摩層の疎水性を更に改良させることにはならない。
【００１３】
底板の表面にコロイド溶液を用いて層を形成する方法には、例えば、浸漬又は回転塗布法など多様な方法がある。本発明の方法の極めて有効な例においては、噴霧法によって層を形成する。この方法に従って形成された層の摩擦係数は、回転塗布により形成された層より低い。噴霧中の液滴の大きさ及び底板の温度を調節することによって、減摩層の摩擦係数を変化させることができることを見出した。底板の表面に噴霧された液滴により、減摩層はでこぼこの構造を有するようになる。でこぼこの構造を有する減摩層のアイロン掛け特性は、平滑な減摩層より良好である。
【００１４】
【実施例】
本発明を次の実施例及び図面により説明する。
図１はスチームアイロンを示す。前記のアイロンは合成樹脂ハウジング１を含み、そのボトムサイドには金属底板２が備えている。この場合、底板はステンレス鋼合金から形成される。底板の、ハウジングとは反対側の表面に減摩層３が設けられている。この層は、ゾルーゲル法によって適用されるポリシリケートを主成分とする無機重合体を含む。以下に、底板に無機重合体の減摩層を製造する本発明の方法を具体的に記載する。
【００１５】
実施例１
ＴＥＯＳ（テトラエチル オルトシリケート）１０ｇ、エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇを含むゾルーゲル溶液を調製した。１時間加水分解した後、この溶液を、ステンレス鋼底板のアイロン掛け表面上に６００ｒ．ｐ．ｍ．の速度で回転塗布した。底板を石鹸含有溶液の中で超音波処理し、次いでＵＶ／オゾン処理することにより予め洗浄した。回転塗布によって形成したゾルーゲル層を、３００℃、３０分間で硬化させた。形成したポリシリケート減摩層（厚さ２００ｎｍ）の耐引掻性及び金属底板への接着性は充分であった。底板に対し２０〜３００℃までの温度サイクルを５００回繰返した後でも、接着性は低下しなかった。
【００１６】
実施例２
実施例１のように製造したゾルーゲル溶液を噴霧ロボットを利用して、洗浄した底板に塗布した。一連の実験から、本発明の方法によって得られた減摩層の摩擦係数は、回転塗布又は浸漬法によって得られた減摩層の摩擦係数より小さいことが見出された。減摩層の平滑性は、とりわけ、液滴の大きさ及び底板の温度を変化させることにより、変えることができた。減摩層の平滑性が増加すると、アイロンのアイロン掛け動作が良くなった。
【００１７】
実施例３
ＧＬＹＭＯ ２ｇ，ＴＥＯＳ ８ｇ，エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇを含む溶液を２時間加水分解した。次に、この溶液をステンレス鋼（ＡＩＳＩ３０４）底板の表面に回転塗布した。底板を、石鹸含有溶液中での超音波によってのみ洗浄した。形成したゾルーゲル層を２００℃、３０分間で硬化させた。このように形成した無機重合体の減摩層（厚さ３００ｎｍ）は、ＵＶ／オゾン処理をしなくても、金属底板への接着性が充分であった。この層の耐引掻性は優れたものであった。
【００１８】
実施例４
エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇ中に溶解しているＴＥＯＳ及びＦＴＥＳ１０ｇを含むゾルーゲル溶液を製造した。ＦＴＥＳはフルオロアルキルトリエチルシランを意味する。フルオロアルキル基の長さは、原則として、炭素原子の数が５〜１５の範囲内で変化させることができる。本実施例においては、Ｃ6 Ｆ13ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｓｉ−（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 を使用した。この溶液を噴霧ロボットを利用して底板の表面に塗布し、次いで１６０℃で硬化させた。形成した減摩層は、硬度が充分であり、３００℃までの温度変化に対する耐性があった。減摩層中のフルオロ化炭化水素の存在により、アイロンのアイロン掛け特性は、前記実施例のアイロン掛けより極めて優れたものとなった。
【００１９】
比較的高価なフルオロ化 アルキル シランの最適量を決定するため、ゾルーゲル溶液中のＴＥＯＳとＦＴＥＳとのモル比を変化させ実験を多数回行った。次いで、検査する組成物の無機重合体の層上の水滴の接触角を測定した。得られた測定値を、ＦＴＥＳの濃度の関数で表して、次の表に示す。下記の表から、比較的少量の約０．ｌ重量％のＦＴＥＳが、減摩層の疎水性を実質的に改良することが見出される。５重量％以上のＦＴＥＳをＴＥＯＳに添加する場合であっても、減摩層の疎水性は更には改良されない。これに関連して、テフロン上の水の接触角は約１０７°であることは注目すべきことである。
【００２０】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアイロンの概略図である。
１ ハウジング
２ 底板
３ 減摩層
【産業上の利用分野】
本発明は、減摩層を備えている金属底板を有するアイロン及びその製造方法に関する。また、本発明は特に、アイロンを製造するにあたり、金属底板の表面に減摩層が形成されることに特徴がある。
【０００２】
【従来の技術】
上記型のアイロンはそれ自体公知のものである。例えば、トイツ国特許出願第３，６１７，０３４号には、少なくとも二つの下層で構成されている減摩層を備えている底板を有するアイロンが記載されている。第１下層は、例えば、酸化アルミニウム又は酸化アルミニウムと酸化チタンとの混合物の基層から成り、かつ、これを例えば、プラズマ噴霧法によって金属底板に塗布する。前記基層に、例えば、テフロンを主成分とする合成樹脂の第２下層を形成する。
【０００３】
従来のアイロンには、例えば、特に、減摩層の機械的強度が不充分である等の欠点を有することが知られている。これは、特に合成樹脂層の比較的低い耐引掻性に起因するものである。また、合成樹脂層の安定性に問題があることも知られている。アイロンとしては慣例である、約３００℃の最高温度での合成樹脂の安定性は一般には最適ではない。更に、上述した従来の減摩層のように二重層を設けることは時間と費用が費やされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記欠点を克服したアイロンを製造することである。本発明は、更に、耐引掻性の高い減摩層を備えている金属底板を有するアイロンを製造することである。底板の表面に、簡単かつ安価な方法で上記減摩層を備えることを可能にすべきである。更に、減摩層は腐蝕及び最高３００℃までの頻繁かつ急激な温度変化に対する耐性を有するべきである。本発明の他の目的は、底板の表面に減摩層を形成する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明のアイロンは、ゾルーゲル法によって生じたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層で減摩層を設けたことを特徴とする。
【０００６】
ゾルーゲル法によって形成される層は、テフロン（登録商標）と比べると極めて良好な耐引掻性を有する。下記に詳細に説明するように、かかる層を簡単な方法で金属底板の表面に形成することができる。ポリシリケートを主成分とする無機重合体から形成された減摩層は、腐蝕に対し、更に２０〜３００℃範囲での頻繁かつ急激な温度変化に対して極めて高い耐性を有することを見出した。加えて、ポリシリケートを主成分とする無機重合体は、費用の節約のためにも用いることが好ましく、また、ポリシリケートを主成分とするゾルは簡単な方法で製造でき、かつ、上述した他のゾルより比較的長期間に渡り安定性を維持することができる。
【０００７】
本発明のアイロンは、減摩層をなす無機重合体の成分として、前記主成分の他に、フルオロ化炭化水素化合物を存在させることが好ましい。かかる化合物の存在により、アイロンのアイロン掛け中の摩擦抵抗は極めて低くなる。従って、これは本発明におけるアイロンのアイロン掛け特性をかなり改善させることになる。フルオロ化炭化水素を、減摩層の無機重合体マトリックス中にばら化合物(loose compounds)として、例えば、テフロン（登録商標）の微粒子粉末形で、埋込むことができる。しかし、前記フルオロ化炭化水素化合物は無機重合体に共有結合を介して結合されることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は減摩層を備える金属底板を有するアイロンを製造する方法に関する。本発明の方法は、高温で硬化する際に無機重合体に転換するアルコキシ シリケートを主成分とするゾル−ゲル溶液を金属底板に塗布し、塗布したゾル−ゲル溶液を高温で硬化させたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層を減摩層としてアイロン表面に形成することを特徴とする。
【０００９】
ゾルーゲル溶液の製造方法は、それ自体公知である。ゾルーゲル溶液を用いて支持体上に層を製造する場合、まず液体中の固体粒子のコロイド懸濁液を製造する。本発明では、有機溶媒中で加水分解されたＳｉ−アルコキシド粒子を用いる。アルコールは、通常、有機溶媒として用いられる。少量の水、並びに少量の酸若しくは塩基を、触媒として上記コロイド溶液又はゾルに加えてから、それを用いて所望の支持体に薄層を形成する。添加した触媒及び水はアルコキシドを加水分解させ、その後、高温で無機重合体への重縮合が行われ、かつ、得られたゾルーゲル層から溶媒を蒸発する。
【００１０】
ゾルーゲル法に従って、無機重合体の極めて薄い層を底板の表面に形成することができる。例えば、１マイクロメートル以下、更に０．５マイクロメートル以下の厚さをこの方法により得ることができる。これらの薄層の使用及び無機重合体用単量体としてのアルコキシ シリケートの選定により、優れた減摩層を極めて安価に製造することを確実にする。
【００１１】
本発明の方法は、前記ゾル−ゲル溶液に、主成分であるアルコキシ シリケートの他にアルコキシ シリケートの全体量に対して最大50重量％の量の３−グリシジルオキシプロピルトリメキトシシラン（ＧＬＹＭＯ）が存在することが好ましい。コロイド溶液中にかかる化合物が存在するため、ゾルーゲル法により形成した減摩層の金属底板への接着性が実質的に改良される。かかる化合物が存在しない場合には、底板に無機重合体の減摩層を形成する前に、底板を洗浄段階に更に多数回通さなければならない。上記化合物の存在によって、これらの工程を省略することができる。
【００１２】
本発明の方法は、前記ゾル−ゲル溶液に、主成分であるアルコキシ シリケートの他にフルオロ化シラン化合物が存在することが好ましい。上記化合物の存在により減摩層の疎水性をかなり改良することができる。コロイド粒子の、全体量に対する０．１重量％の量は、形成される無機重合体にテフロン（登録商標）の疎水性に相当する疎水性を付与するのに充分な量である。５重量％を超過する量であっても、減摩層の疎水性を更に改良させることにはならない。
【００１３】
底板の表面にコロイド溶液を用いて層を形成する方法には、例えば、浸漬又は回転塗布法など多様な方法がある。本発明の方法の極めて有効な例においては、噴霧法によって層を形成する。この方法に従って形成された層の摩擦係数は、回転塗布により形成された層より低い。噴霧中の液滴の大きさ及び底板の温度を調節することによって、減摩層の摩擦係数を変化させることができることを見出した。底板の表面に噴霧された液滴により、減摩層はでこぼこの構造を有するようになる。でこぼこの構造を有する減摩層のアイロン掛け特性は、平滑な減摩層より良好である。
【００１４】
【実施例】
本発明を次の実施例及び図面により説明する。
図１はスチームアイロンを示す。前記のアイロンは合成樹脂ハウジング１を含み、そのボトムサイドには金属底板２が備えている。この場合、底板はステンレス鋼合金から形成される。底板の、ハウジングとは反対側の表面に減摩層３が設けられている。この層は、ゾルーゲル法によって適用されるポリシリケートを主成分とする無機重合体を含む。以下に、底板に無機重合体の減摩層を製造する本発明の方法を具体的に記載する。
【００１５】
実施例１
ＴＥＯＳ（テトラエチル オルトシリケート）１０ｇ、エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇを含むゾルーゲル溶液を調製した。１時間加水分解した後、この溶液を、ステンレス鋼底板のアイロン掛け表面上に６００ｒ．ｐ．ｍ．の速度で回転塗布した。底板を石鹸含有溶液の中で超音波処理し、次いでＵＶ／オゾン処理することにより予め洗浄した。回転塗布によって形成したゾルーゲル層を、３００℃、３０分間で硬化させた。形成したポリシリケート減摩層（厚さ２００ｎｍ）の耐引掻性及び金属底板への接着性は充分であった。底板に対し２０〜３００℃までの温度サイクルを５００回繰返した後でも、接着性は低下しなかった。
【００１６】
実施例２
実施例１のように製造したゾルーゲル溶液を噴霧ロボットを利用して、洗浄した底板に塗布した。一連の実験から、本発明の方法によって得られた減摩層の摩擦係数は、回転塗布又は浸漬法によって得られた減摩層の摩擦係数より小さいことが見出された。減摩層の平滑性は、とりわけ、液滴の大きさ及び底板の温度を変化させることにより、変えることができた。減摩層の平滑性が増加すると、アイロンのアイロン掛け動作が良くなった。
【００１７】
実施例３
ＧＬＹＭＯ ２ｇ，ＴＥＯＳ ８ｇ，エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇを含む溶液を２時間加水分解した。次に、この溶液をステンレス鋼（ＡＩＳＩ３０４）底板の表面に回転塗布した。底板を、石鹸含有溶液中での超音波によってのみ洗浄した。形成したゾルーゲル層を２００℃、３０分間で硬化させた。このように形成した無機重合体の減摩層（厚さ３００ｎｍ）は、ＵＶ／オゾン処理をしなくても、金属底板への接着性が充分であった。この層の耐引掻性は優れたものであった。
【００１８】
実施例４
エタノール８０ｇ及び酸性水（１Ｎ ＨＣｌ）１０ｇ中に溶解しているＴＥＯＳ及びＦＴＥＳ１０ｇを含むゾルーゲル溶液を製造した。ＦＴＥＳはフルオロアルキルトリエチルシランを意味する。フルオロアルキル基の長さは、原則として、炭素原子の数が５〜１５の範囲内で変化させることができる。本実施例においては、Ｃ6 Ｆ13ＣＨ2 ＣＨ2 −Ｓｉ−（ＯＣ2 Ｈ5 ）3 を使用した。この溶液を噴霧ロボットを利用して底板の表面に塗布し、次いで１６０℃で硬化させた。形成した減摩層は、硬度が充分であり、３００℃までの温度変化に対する耐性があった。減摩層中のフルオロ化炭化水素の存在により、アイロンのアイロン掛け特性は、前記実施例のアイロン掛けより極めて優れたものとなった。
【００１９】
比較的高価なフルオロ化 アルキル シランの最適量を決定するため、ゾルーゲル溶液中のＴＥＯＳとＦＴＥＳとのモル比を変化させ実験を多数回行った。次いで、検査する組成物の無機重合体の層上の水滴の接触角を測定した。得られた測定値を、ＦＴＥＳの濃度の関数で表して、次の表に示す。下記の表から、比較的少量の約０．ｌ重量％のＦＴＥＳが、減摩層の疎水性を実質的に改良することが見出される。５重量％以上のＦＴＥＳをＴＥＯＳに添加する場合であっても、減摩層の疎水性は更には改良されない。これに関連して、テフロン上の水の接触角は約１０７°であることは注目すべきことである。
【００２０】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアイロンの概略図である。
１ ハウジング
２ 底板
３ 減摩層
Claims (6)
- 減摩層を備える金属底板を有するアイロンにおいて、ゾル−ゲル法によって生じたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層で減摩層を設けたことを特徴とするアイロン。
- 減摩層をなす無機重合体の成分は、前記主成分の他に、フルオロ化炭化水素化合物が存在するものとした請求項１記載のアイロン。
- 減摩層を備える金属底板を有するアイロンを製造するにあたり、高温で硬化する際に無機重合体に転換するアルコキシ シリケートを主成分とするゾル−ゲル溶液を金属底板に塗布し、塗布したゾル−ゲル溶液を高温で硬化させたポリシリケートを主成分とする無機重合体よりなる層を減摩層としてアイロン表面に形成することを特徴とするアイロンの製造方法。
- 前記ゾル−ゲル溶液には、主成分であるアルコキシ シリケートの他に、アルコキシ シリケートの全体量に対して最大50重量％の量の３−グリシジルオキシプロピルトリメキトシシランが存在することを特徴とする請求項３記載の製造方法。
- 前記ゾル−ゲル溶液には、主成分であるアルコキシ シリケートの他に、フルオロ化シラン化合物が存在することを特徴とする請求項３又は４記載の製造方法。
- 噴霧法によって、前記ゾルーケル溶液を底板に適用することを特徴とする請求項３、４又は５記載の製造方法。
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