WO2023008253A1 - 蒸気発生体、蒸気発生装置及び蒸気発生体の製造方法 - Google Patents

蒸気発生体、蒸気発生装置及び蒸気発生体の製造方法 Download PDF

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groove
inner bottom
steam
uneven structure
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敦史 村田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • 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
    • D06F75/08—Hand irons internally heated by electricity
    • D06F75/10—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed
    • D06F75/14—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed the steam being produced from water in a reservoir carried by the iron
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a steam generator, a steam generator, and a method for manufacturing a steam generator.
  • the coating layer enhances the evaporation performance, the coating layer may peel off and the intended performance may not be exhibited. Moreover, there is a possibility that the coating treatment during manufacturing may adversely affect the human body. Furthermore, in the coating process, uneven coating may occur in the coating layer, and the evaporation performance may not be exhibited evenly.
  • an object of the present invention is to provide a steam generator or the like capable of suppressing deterioration in evaporation performance without providing a coating layer.
  • a steam generator is a steam generator having a marking surface on a part of the surface, wherein the marking surface is compared with a region other than the marking surface,
  • the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs is higher by 5° C. or more, and the marking surface has irregularities in which a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are alternately arranged in a plane at a predetermined pitch along a predetermined direction.
  • a structure and a groove having a width equal to or larger than the predetermined pitch are formed, and the uneven structure is formed in the groove.
  • a steam generator according to one aspect of the present invention has a steam chamber formed of the above steam generator.
  • At least one groove is formed on a part of the surface of the base material when forming the marking surface on the part of the surface of the base material.
  • laser processing is performed in the groove so that a plurality of concave portions and a plurality of convex portions are alternately arranged along a predetermined direction in a plane at a pitch smaller than the width of the groove.
  • a concave-convex structure is formed, and the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs on the marking surface is 5° C. or more higher than the area other than the marking surface.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an iron as a steam generator according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a top view of the base portion according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a plan view showing a plurality of grooves on the inner bottom surface according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a plurality of grooves on the inner bottom surface according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing, in an enlarged manner, a plurality of concave portions and a plurality of convex portions according to Embodiment 1;
  • FIG. 11 is a plan view showing an inner bottom surface according to Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a top view of a base portion according to Embodiment 3;
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, scales and the like do not necessarily match in each drawing. Moreover, in each figure, the same code
  • FIG. 1 is a perspective view showing an iron 100 for clothes as a steam generator according to Embodiment 1.
  • the iron 100 includes a base portion 110 embedded with a heater (not shown), a grip portion 120 grasped by the user, and disposed between the grip portion 120 and the base portion 110 to store water. It has the tank part 130 which carries out.
  • the outer bottom surface of the base portion 110 is a hanging surface for spreading clothes, etc., and has a plurality of ejection ports (not shown) from which steam is ejected.
  • the base portion 110 is made of a metal (for example, aluminum) having a relatively high thermal conductivity.
  • FIG. 2 is a top view of the base portion 110 according to Embodiment 1.
  • the top surface of the base portion 110 is formed with a concave steam chamber 111 extending from the central portion in the Y-axis direction to the tip portion in the positive Y-axis direction.
  • the steam chamber 111 communicates with each jet port, and water is supplied to the steam chamber 111 from the tank section 130 .
  • water is supplied to the steam chamber 111, the water is heated by the heat from the heater in the steam chamber 111 to generate steam.
  • This steam is ejected from a plurality of ejection ports.
  • the base portion 110 is an example of a steam generator that generates steam.
  • the steam chamber 111 has an inner bottom surface 112 and an inner surface 113 surrounding the inner bottom surface 112 .
  • the water supplied to the steam chamber 111 receives the heat of the heater from the inner bottom surface 112 and the inner side surface 113 and evaporates. Therefore, the inner bottom surface 112 and the inner surface 113 are heating surfaces for heating water.
  • a plurality of grooves 114 are formed on the entire surface of the inner bottom surface 112 by post-processing during manufacturing. The visibility of the inner bottom surface 112 is different from that of the other regions of the base portion 110 due to this post-treatment, so that it is easy to visually confirm whether post-treatment has been performed or not in the inspection process.
  • the inner bottom surface 112 can also be said to be a marking surface whose visibility is different from that of the other regions of the base portion 110 .
  • a coating layer or the like is not laminated on the inner bottom surface 112, and the base material of the base portion 110 is exposed as a whole.
  • the inner bottom surface 112 will be described as an example of the marking surface.
  • FIG. 2 an enlarged portion of the inner bottom surface 112 is shown within a circle C1.
  • the inner bottom surface 112 has a plurality of grooves 114 extending in the Y-axis direction arranged in the X-axis direction. That is, the plurality of grooves 114 are formed in stripes.
  • the width W of each groove 114 is on the order of millimeters or less and is uniform.
  • FIG. 3 is a plan view showing the plurality of grooves 114 of the inner bottom surface 112 according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a plurality of grooves 114 on inner bottom surface 112 according to the first embodiment.
  • Each groove 114 is a groove that is cut in a V shape when viewed in cross section.
  • An outer region 115 is defined as an outer region of each groove 114 on the inner bottom surface 112 .
  • Each outer region 115 is a flat plane.
  • a fine uneven structure 30 is formed on the inner surface of each groove 114 .
  • the uneven structure 30 is represented by dot hatching.
  • an enlarged view of part of the inner surface of the groove 114 is shown within the circle C2.
  • the uneven structure 30 has a plurality of recesses 31 arranged in a matrix in plan view.
  • the concave portion 31 has a substantially square shape in plan view. Portions between the plurality of concave portions 31 in a predetermined direction form convex portions 32 . When viewed as a whole, the projections 32 are lattice-like and continuous, so they can be called one projection 32 . I can say That is, the plurality of concave portions 31 and the plurality of convex portions 32 are alternately arranged at a predetermined pitch both in the vertical direction and in the horizontal direction.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a plurality of concave portions 31 and a plurality of convex portions 32 according to the first embodiment. Specifically, FIG. 5 is a cross-sectional view of a cut plane including line VV in FIG.
  • the plurality of concave portions 31 and the plurality of convex portions 32 are arranged in a plane at a predetermined pitch.
  • the predetermined pitch p and the widths w1 and w2 so as to satisfy a certain relationship, the surfaces (the inner surfaces of the grooves 114) formed by the uneven structure 30 can be made hydrophilic surfaces.
  • the water contact angle with respect to the inner surface of each groove 114 can be 60° or less.
  • the water contact angle with respect to the inner surface of each groove 114 can be 60° or less.
  • the predetermined pitch p is less than the width W of each groove 114 .
  • the relationship between the depth d and the width w2 of the concave portion 31 if the depth d/width w2 ⁇ 1, the strength of the convex portion 32 can be increased and the convex portion 32 will not be damaged. can be suppressed.
  • the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111 has a hydrophilic surface, the water easily spreads over the inner bottom surface 112 and evaporation within the steam chamber 111 can be promoted.
  • the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111 instantly heats up, so there is a high possibility that the Leidenfrost phenomenon will occur.
  • evaporative gas is generated between the water and the inner bottom surface 112 .
  • This evaporating gas inhibits further evaporation of water.
  • the plurality of grooves 114 and the concave-convex structure 30 in each groove 114 allow the evaporated gas to escape from directly below the water. Therefore, at the inner bottom surface 112, the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs is 5° C.
  • the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs can be increased by 10° C. or more by adjusting the number and layout of the plurality of grooves 114 and the concave-convex structure 30 . In this case, since the Leidenfrost phenomenon is less likely to occur, it is possible to more reliably suppress deterioration in the evaporation performance of base portion 110 .
  • a base material to be the base portion 110 is molded by die casting.
  • the substrate may be molded by a molding method other than die casting. Other forming methods include casting, forging, machining, stamping, metal 3D printing methods, and the like.
  • the base material may be made of any material as long as it can be laser processed. Materials that can be laser processed include, for example, metals such as aluminum, aluminum alloys, iron and iron alloys, and ceramics.
  • the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111 is post-treated. Specifically, a plurality of grooves 114 are formed by performing laser processing on the inner bottom surface 112 .
  • the inner bottom surface of the vapor chamber 111 is irradiated with a short-pulse laser from a laser irradiation device that irradiates a laser.
  • the pulse width of the short-pulse laser is preferably nanoseconds or less. If the output of the laser is set to a predetermined value or more, it is possible to form the grooves 114 and the fine concave-convex structure 30 at the same time. In this case, the groove 114 is V-shaped in cross section.
  • a fine concave-convex structure 30 is formed in the plurality of grooves 114 , so that the light absorption rate is higher than that of the regions other than the grooves 114 .
  • This is thought to be due to the following various factors. For example, 1) the surface of the substrate is carbonized and darkened by the laser irradiation. 2) By irradiating the laser, the density of molecules on the surface of the substrate is increased, and the molecules are condensed and darkened. 3) By laser irradiation, impurity levels of metal oxides are formed on the surface of the base material to darken the color.
  • the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111 becomes the marking surface.
  • the base portion 110 is manufactured by subjecting the base material to the post-treatment in this manner. By analyzing the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111, it is possible to identify that the inner bottom surface 112 is formed by laser processing.
  • the steam generator (base portion 110) has a marking surface (inner bottom surface 112) on a part of the surface.
  • the inner bottom surface 112 has a minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs that is 5° C. or more higher than the area other than the inner bottom surface 112 .
  • the inner bottom surface 112 has an uneven structure 30 in which a plurality of concave portions 31 and a plurality of convex portions 32 are alternately arranged in a plane at a predetermined pitch along a predetermined direction, and a width W equal to or greater than the predetermined pitch p. are formed.
  • the uneven structure 30 is formed within the groove 114 .
  • the steam generator (iron 100) according to the present embodiment has a steam chamber 111 formed by the base portion 110 described above.
  • the marking surface inner bottom surface 112
  • a plurality of concave portions 31 and a plurality of convex portions 32 are alternately arranged along a predetermined direction in a plane at a pitch p smaller than the width W of the groove 114.
  • the uneven structure 30 is formed by laser processing as shown in FIG.
  • the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs is 5°C or more lower than in other regions, so deterioration in evaporation performance can be suppressed.
  • the coating layer is not provided on the inner bottom surface 112
  • the deterioration of the evaporation performance is suppressed.
  • the uneven structure 30 has a higher light absorptivity than the region other than the inner bottom surface 112 .
  • the inner bottom surface 112 is different in visibility from the area due to the concave-convex structure 30 . Therefore, it is possible to easily visually confirm whether or not post-processing for forming the concave-convex structure 30 has been performed in the inspection process.
  • the uneven structure 30 is a hydrophilic surface with a water contact angle of 60°C or less.
  • the concave-convex structure 30 is a hydrophilic surface, it is possible to increase the ease with which water spreads on the inner bottom surface 112 . This makes it possible to promote evaporation within the steam chamber 111 .
  • the base portion 110 is made of metal.
  • the base portion 110 is made of metal, the hardness of the base portion 110 is increased. Therefore, the grooves 114 and the concave-convex structure 30 are less likely to wear, and the evaporation performance can be stably exhibited for a long period of time.
  • the grooves 114 are formed by laser processing.
  • the grooves 114 are formed by laser processing, the grooves 114 can be formed without using an organic material or the like that easily affects the environment.
  • the uneven structure 30 is formed by laser processing.
  • the concave-convex structure 30 is formed by laser processing, the concave-convex structure 30 can be formed without using an organic material or the like that easily affects the environment.
  • the groove 114 has a V-shaped cross section and the concave-convex structure 30 is formed on the inner surface thereof, the groove 114 and the concave-convex structure 30 can be collectively formed by laser processing. Thereby, manufacturing efficiency can be improved.
  • the first test piece has a plurality of grooves 114 formed on its surface by laser processing. That is, the surface of the first test piece is the marking surface.
  • a 0.43 W pulse laser is irradiated to the first test piece with a pulse width of 12 ps. At this time, the width W of one groove 114 on the marking surface is 30 ⁇ m, and the depth of the groove 114 is 0.8 ⁇ m.
  • the surface of the second test piece was not subjected to laser processing. That is, the surface of the second specimen is a flat unprocessed surface.
  • a water contact angle measurement and an atomization test were performed on these test pieces.
  • an automatic contact angle meter (DW-501, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used.
  • a droplet of 2 ⁇ l of deionized water is formed on the marked surface of the first test piece and the unprocessed surface of the second test piece, and the water contact angle is measured 100 ms, 300 ms, and 500 ms after formation using the above apparatus. was measured by the droplet method (dynamic contact angle measurement). This was repeated five times for each specimen.
  • the analysis method is the ⁇ /2 method. The measurement results are as follows.
  • the water contact angle after 100 ms was 88.6 ⁇ 0.3°
  • the water contact angle after 300 ms was 88.4 ⁇ 1.4°
  • the water contact angle after 500 ms was 88.2 ⁇ 0. 5°.
  • the marking surface had a water contact angle of 14.9 ⁇ 0.3° after 100 ms, a water contact angle of 3.3 ⁇ 1.4° after 300 ms, and a water contact angle of less than 1° after 500 ms. (measurement not possible). It can be seen that the water contact angle on the marking surface is 60 degrees or less at any elapsed time.
  • the first test piece and the second test piece are each heated to 230 °, 0.2 ml of water droplets are dropped on the marked surface of the first test piece and the unprocessed surface of the second test piece, and visually confirmed.
  • the Leidenfrost phenomenon was observed on the unprocessed surface, the Leidenfrost phenomenon was not observed on the marked surface. It is presumed that the temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs on the marking surface is at least 30° C. higher than on the unprocessed surface.
  • FIG. 6 is a plan view showing the inner bottom surface 112a according to the second embodiment. Specifically, FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. As shown in FIG. 6, an uneven structure 30a (represented by dot hatching in FIG. 6) is formed in each groove 114a and each outer region 115a on the inner bottom surface 112a.
  • the uneven structure 30a is also formed in each outer region 115a, the lowest temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs also on each outer region 115a is can be higher. Therefore, since deterioration of the evaporation performance in each outer region 115a is also suppressed, it is possible to further suppress deterioration of the evaporation performance of the entire base portion.
  • FIG. 7 is a top view of base portion 110b according to the third embodiment. Specifically, FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. As shown in FIG. 7, a plurality of grooves 114b may be arranged in a grid pattern on the inner bottom surface 112b according to the third embodiment.
  • the concave-convex structure 30 in which a plurality of concave portions 31 are arranged in a matrix is exemplified.
  • an uneven structure in which a plurality of concave portions are arranged in stripes may be used.
  • the plan view shape thereof may be arbitrary.
  • the groove and the uneven structure may be formed separately.
  • the base material may be processed with a laser beam at a power level sufficient to form only grooves, and then laser processed at a power level sufficient to form only the concave-convex structure.
  • the concave-convex structure may be formed by laser processing.
  • the groove 114 has a V-shaped cross section, but the groove may have any cross-sectional shape.
  • the grooves may be rectangular or trapezoidal when viewed in cross section.
  • the inner bottom surface 112 of the steam chamber 111 is the marking surface.
  • any heating surface of the steam chamber may be used as the marking surface.
  • the inner surface of the steam chamber may also be the marking surface. That is, grooves and uneven structures may be formed on the inner surface of the steam chamber. In this case, the minimum temperature at which the Leidenfrost phenomenon occurs can be lowered by 5° C. or more on the inner surface of the steam chamber as compared with other regions, and deterioration in evaporation performance can be suppressed.
  • the clothes iron 100 is exemplified as the steam generator.
  • any steam generator may be used as long as it can evaporate water to generate steam.
  • Other steam generators include, for example, hair irons and humidifiers.
  • concave-convex structure 31 concave portion 32 convex portion 100 iron (steam generator) 110, 110b base portion (steam generator) 111 steam chambers 112, 112a, 112b inner bottom surface (marking surface) 114, 114a, 114b grooves 115, 115a outer region (outside of grooves) p Pitch W, w1, w2 Width

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Abstract

蒸気発生体（ベース部（１１０））は、マーキング面（内底面（１１２））を表面の一部に有している。内底面（１１２）は、当該内底面（１１２）以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高い。内底面（１１２）には、所定方向に沿って、複数の凹部（３１）と複数の凸部（３２）とがそれぞれ交互に所定のピッチで平面状に配置された凹凸構造（３０）と、所定のピッチ（ｐ）以上の幅（Ｗ）を有する溝（１１４）とが形成されている。凹凸構造（３０）は溝（１１４）内に形成されている。

Description

蒸気発生体、蒸気発生装置及び蒸気発生体の製造方法
　本発明は、蒸気発生体、蒸気発生装置及び蒸気発生体の製造方法に関する。
　アイロンなどのような蒸気発生装置においては、蒸気室内に水を供給し、蒸気室内で水を加熱することで蒸気を発生するようになっている。ところで、蒸気室で発生した蒸気は、蒸気室内面と水との間に介在して絶縁層を形成するので、水の蒸発を遅らせてしまうおそれがある（ライデンフロスト現象）。このライデンフロスト現象による蒸発の遅延を抑制するために、蒸気室内の表面に、蒸発性能を高めるコーティング層が施された蒸気発生装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許第５６６６３０２号公報
　ここで、コーティング層によって蒸発性能を高める場合、そのコーティング層が剥離してしまい、意図する性能が発揮できないおそれがある。また、製造時においてコーティング処理が人体に悪影響もおそれもある。さらに、コーティング処理では、コーティング層に塗りムラが生じ、蒸発性能が均等に発揮できない可能性もある。
　そこで、本発明は、コーティング層を設けなくとも、蒸発性能の低下を抑制できる蒸気発生体等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る蒸気発生体は、マーキング面を表面の一部に有する蒸気発生体であって、前記マーキング面は、当該マーキング面以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高く、前記マーキング面には、所定方向に沿って、複数の凹部と複数の凸部とがそれぞれ交互に所定のピッチで平面状に配置された凹凸構造と、前記所定のピッチ以上の幅を有する溝とが形成されており、前記凹凸構造は前記溝内に形成されている。
　本発明の一態様に係る蒸気発生装置は、上記蒸気発生体で形成された蒸気室を有する。
　本発明の一態様に係る蒸気発生体の製造方法は、基材の表面の一部にマーキング面を形成する際に、前記基材の表面の一部に対して、少なくとも１つの溝を形成し、前記溝内に対して、所定方向に沿って複数の凹部と複数の凸部とがそれぞれ交互に、前記溝の幅よりも小さいピッチで平面状に配置されるように、レーザ加工を施して凹凸構造を形成し、前記マーキング面は、当該マーキング面以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高い。
　本発明によれば、コーティング層を設けなくとも、蒸発性能の低下を抑制できる蒸気発生体等を提供可能である。
実施の形態１に係る蒸気発生体としてのアイロンを示す斜視図である。 実施の形態１に係るベース部の上面図である。 実施の形態１に係る内底面の複数の溝を示す平面図である。 実施の形態１に係る内底面の複数の溝を示す断面図である。 実施の形態１に係る複数の凹部と複数の凸部とを拡大して示す断面図である。 実施の形態２に係る内底面を示す平面図である。 実施の形態３に係るベース部の上面図である。
　以下では、本発明の実施の形態に係る蒸気発生体などについて図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、工程、工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書において、平行又は直交などの要素間の関係性を示す用語及び正方形又は長方形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
　（実施の形態１）
　［蒸気発生装置］
　まず、実施の形態１に係る蒸気発生装置について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る蒸気発生体としての衣類用のアイロン１００を示す斜視図である。図１に示すように、アイロン１００は、図示しないヒータが埋設されたベース部１１０と、ユーザにより把握されるグリップ部１２０と、グリップ部１２０とベース部１１０との間に配置され、水を貯留するタンク部１３０とを有している。
　ベース部１１０の外底面は、衣類等を押し広げる掛け面であり、蒸気が噴出される複数の噴出口（図示省略）を有している。ベース部１１０は、比較的熱伝導率の高い金属（例えばアルミニウム）から形成されている。
　図２は、実施の形態１に係るベース部１１０の上面図である。図２に示すように、ベース部１１０の天面には、Ｙ軸方向の中央部からＹ軸プラス方向の先端部にかけて凹状の蒸気室１１１が形成されている。蒸気室１１１は、各噴出口と連通しており、当該蒸気室１１１にタンク部１３０から水が供給されるようになっている。蒸気室１１１に水が供給されると、蒸気室１１１内でヒータからの熱を受けて加熱され、蒸気が発生する。この蒸気は、複数の噴出口から噴出する。このように、ベース部１１０は、蒸気を発生させる蒸気発生体の一例である。
　蒸気室１１１は、内底面１１２と、内底面１１２を囲む内側面１１３とを有している。蒸気室１１１に供給された水は、内底面１１２及び内側面１１３からヒータの熱を受けて蒸発することになる。このため、内底面１１２及び内側面１１３は、水を加熱する加熱面である。内底面１１２の全面には、製造時の後処理により、複数の溝１１４が形成されている。内底面１１２は、この後処理によりベース部１１０における他の領域とは視認性が異なっているので、後処理が施されたか否かを検査工程で目視にて確認しやすくなっている。このため、内底面１１２は、ベース部１１０における他の領域とは視認性が異なるマーキング面とも言える。内底面１１２は、コーティング層等が積層されておらず、ベース部１１０の基材が全体的に露出している。
　［マーキング面］
　次に、マーキング面の詳細について説明する。ここでは、マーキング面の一例として内底面１１２を例示して説明する。図２では、内底面１１２の一部を拡大したものを円Ｃ１内に示している。円Ｃ１内に示すように、内底面１１２には、Ｙ軸方向に延在する複数の溝１１４が、Ｘ軸方向に配列されている。つまり、複数の溝１１４はストライプ状に形成されている。各溝１１４の幅Ｗはミリメートルオーダー以下であり、それぞれ均等である。
　図３は、実施の形態１に係る内底面１１２の複数の溝１１４を示す平面図である。図４は、実施の形態１に係る内底面１１２の複数の溝１１４を示す断面図である。
　各溝１１４は、断面視Ｖ字状に切り欠かれた溝である。内底面１１２において、各溝１１４の外方の領域を外方領域１１５とする。各外方領域１１５は平坦な平面である。各溝１１４の内表面には、微細な凹凸構造３０が形成されている。図３では、ドットハッチングで凹凸構造３０を表現している。図４では、溝１１４の内表面の一部を拡大したものを円Ｃ２内に示している。
　凹凸構造３０は、平面視においてマトリクス状に配置された複数の凹部３１を有している。凹部３１は平面視において略正方形状である。所定方向において複数の凹部３１の間の部分が凸部３２をなす。凸部３２は、全体的に見ると格子状であり連続しているために一つの凸部３２と言えるが、所定方向のみで見ると各凹部３１に分断されるために複数の凸部３２と言える。つまり、縦方向においても、横方向においても、複数の凹部３１と複数の凸部３２とが所定のピッチで交互に配列されている。
　図５は、実施の形態１に係る複数の凹部３１と複数の凸部３２とを拡大して示す断面図である。具体的には、図５は、図４におけるＶ－Ｖ線を含む切断面を見た断面図である。
　図５に示すように、複数の凹部３１と複数の凸部３２とは所定のピッチで平面状に配列されている。所定方向における凸部３２の幅ｗ２と、凹部３１の幅ｗ１との合計が所定のピッチ（ｐ＝ｗ１＋ｗ２）である。所定のピッチｐと、幅ｗ１、ｗ２とを一定の関係を満たすように設定しておくことで、凹凸構造３０からなる面（各溝１１４の内表面）を親水面とすることができる。具体的には、各溝１１４の内表面に対する水接触角を６０°以下とすることができる。
　例えば、幅ｗ２／幅ｗ１≧０．５とし、所定のピッチｐを１μｍ以上、１０００μｍ以下とすれば、各溝１１４の内表面に対する水接触角を６０°以下とすることが可能である。所定のピッチｐは、各溝１１４の幅Ｗよりも小さい。さらに、凹部３１の深さｄと、幅ｗ２との関係は、深さｄ／幅ｗ２≦１であれば、凸部３２の強度を高めることができ、凸部３２が損傷してしまうことを抑制することが可能である。このように、蒸気室１１１の内底面１１２が親水面を有しているので、内底面１１２上を水が濡れ広がりやすくなり、蒸気室１１１内での蒸発を促進することが可能である。
　ここで、加熱時においては、蒸気室１１１の内底面１１２が瞬時に高温化するので、ライデンフロスト現象が発生する可能性が高い。具体的には、内底面１１２で水が瞬時に高温化に晒されると、水と内底面１１２との間に蒸発気体が生じる。この蒸発気体は水のさらなる蒸発を阻害する。本実施の形態では、複数の溝１１４と各溝１１４内の凹凸構造３０とにより蒸発気体を水の直下から逃がすことができる。このため内底面１１２では、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が他の領域（例えばベース部１１０における蒸気室１１１以外の領域）よりも５℃以上高くなっている。つまり、ライデンフロスト現象が発生しにくくなっているので、ベース部１１０の蒸発性能の低下が抑制されている。なお、複数の溝１１４及び凹凸構造３０の設置個数及びレイアウトなどを調整すれば、ライデンフロスト現象が発生する最低温度を１０℃以上高くすることも可能である。この場合には、ライデンフロスト現象がより発生しにくくなっているので、ベース部１１０の蒸発性能の低下をより確実に抑制することが可能である。
　［蒸気発生体の製造方法］
　次に、蒸気発生体であるベース部１１０の製造方法について説明する。
　まず、ダイカストによりベース部１１０となる基材を成形する。基材は、ダイカスト以外の成形方法により成形されていてもよい。他の成形方法としては鋳造、鍛造、切削加工、プレス加工、金属３Ｄプリンティング方法などが挙げられる。また、基材は、レーザ加工が可能であれば、如何なる材料から形成されていてもよい。レーザ加工可能な材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金などの金属や、セラミック等が挙げられる。
　成形後の基材には、蒸気室１１１が形成されているので、その蒸気室１１１の内底面１１２に後処理を施す。具体的には内底面１１２にレーザ加工を施すことで複数の溝１１４を形成する。このとき、レーザを照射するレーザ照射装置からは、短パルスレーザが蒸気室１１１の内底面に照射される。短パルスレーザのパルス幅はナノ秒以下が好ましい。レーザの出力を所定値以上とすれば、溝１１４を形成すると同時に、微細な凹凸構造３０も形成することが可能である。この場合、溝１１４が断面視Ｖ字状となる。
　ここで、レーザが照射されることで、複数の溝１１４内には微細な凹凸構造３０が形成されるため、各溝１１４以外の領域と比べると光吸収率は高くなる。これは、以下の種々の要因があるものと考えられる。例えば、１）レーザが照射されることにより、基材の表面が炭化し、濃色化する。２）レーザが照射されることにより、基材の表面の分子密度が高まり、凝縮されて濃色化する。３）レーザが照射されることにより、基材の表面で金属酸化物の不純物準位が形成され濃色化する。現時点では、いずれの要因の信憑性が高いかは不明であるが、結果的にレーザ加工によって各溝１１４の内表面は、他の領域と比べて濃色化され、光吸収率が高くなっている。したがって、蒸気室１１１の内底面１１２がマーキング面となる。このように基材に後処理が施されることでベース部１１０が製造される。なお、蒸気室１１１の内底面１１２を分析することにより、当該内底面１１２がレーザ加工によって形成されていることを特定することは可能である。
　［効果など］
　以上のように、（１）本実施の形態に係る蒸気発生体（ベース部１１０）は、マーキング面（内底面１１２）を表面の一部に有している。内底面１１２は、当該内底面１１２以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高い。内底面１１２には、所定方向に沿って、複数の凹部３１と複数の凸部３２とがそれぞれ交互に所定のピッチで平面状に配置された凹凸構造３０と、所定のピッチｐ以上の幅Ｗを有する溝１１４とが形成されている。凹凸構造３０は溝１１４内に形成されている。
　また、本実施の形態に係る蒸気発生装置（アイロン１００）は、上記ベース部１１０で形成された蒸気室１１１を有している。
　また、本実施の形態に係る蒸気発生体の製造方法は、基材の表面の一部にマーキング面（内底面１１２）を形成する際に、基材の表面の一部に対して、少なくとも１つの溝１１４を形成し、溝１１４内に対して、所定方向に沿って複数の凹部３１と複数の凸部３２とがそれぞれ交互に、溝１１４の幅Ｗよりも小さいピッチｐで平面状に配置されるように、レーザ加工を施して凹凸構造３０を形成し、内底面１１２は、当該内底面１１２以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高い。
　これらのように、ベース部１１０の内底面１１２では、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が他の領域と比べて５℃以上低いために、蒸発性能の低下を抑制することができる。これは、各溝１１４及びその溝１１４内に形成された凹凸構造３０を起因とするものであるが、各溝１１４及び凹凸構造３０は、内底面１１２を直接的に刻むことで形成されたものである。つまり、コーティング層を内底面１１２に設けなくとも、蒸発性能の低下が抑制されている。このように、本実施の形態によれば、コーティング層を設けなくとも、蒸発性能の低下を抑制することが可能である。
　（２）（１）に記載の蒸気発生体において、凹凸構造３０は、内底面１１２以外の領域と比べて光吸収率が高い。
　これによれば、内底面１１２は、凹凸構造３０によって前記領域との視認性が異なっている。このため、凹凸構造３０を形成するための後処理が施されたか否かを検査工程で目視にて確認しやすくすることができる。
　（３）（１）または（２）に記載の蒸気発生体において、凹凸構造３０は、水接触角が６０℃以下の親水面である。
　これによれば、凹凸構造３０が親水面であるので、内底面１１２上での水の濡れ広がりやすさを高めることができる。これにより、蒸気室１１１内での蒸発を促進することが可能である。
　（４）（１）～（３）に記載の蒸気発生体において、ベース部１１０は金属からなる。
　これによれば、ベース部１１０が金属から形成されているので、ベース部１１０の硬度が高められる。したがって、溝１１４及び凹凸構造３０が摩耗しにくくなり、蒸発性能を長期的に安定して発揮することができる。
　（５）（１）～（４）のいずれか一項に記載の蒸気発生体において、溝１１４は、レーザ加工によって形成されている。
　これによれば溝１１４がレーザ加工によって形成されているので、環境に影響を及ぼしやすい有機材料等を用いなくとも溝１１４を形成できる。
　（６）（１）～（５）のいずれか一項に記載の蒸気発生体において、凹凸構造３０は、レーザ加工によって形成されている。
　これによれば凹凸構造３０がレーザ加工によって形成されているので、環境に影響を及ぼしやすい有機材料等を用いなくとも凹凸構造３０を形成できる。
　溝１１４が断面視Ｖ字形状であり、その内表面に凹凸構造３０が形成されているので、レーザ加工により一括して溝１１４及び凹凸構造３０を一括して形成することができる。これにより、製造効率を高めることができる。
　［実施例］
　次に、実施の形態１に係る実施例について説明する。本実施例では、アルミニウム合金からなる板材を試験片として２つ用いる。第一試験片は、その表面にレーザ加工が施され複数の溝１１４が形成されている。つまり、第一試験片の表面はマーキング面である。レーザ加工では、０．４３Ｗのパルスレーザがパルス幅１２ｐｓで第一試験片に照射される。このとき、マーキング面において一つの溝１１４の幅Ｗは３０μｍであり、溝１１４の深さは０．８μｍである。
　第二試験片は、その表面にレーザ加工が施されていない。つまり、第二試験片の表面は平坦な未加工面である。
　これらの試験片に対して水接触角測定と、霧化試験を行った。水接触角測定では、自動接触角計（ＤＷ－５０１、協和界面科学株式会社製）を用いた。イオン交換水からなる２μｌの液滴を、第一試験片のマーキング面と第二試験片の未加工面とに形成し、形成から１００ｍｓ後、３００ｍｓ後、５００ｍｓ後の水接触角を、上記装置により液滴法（動的接触角測定）にて測定した。これを各試験片で五回ずつ繰り返した。解析手法はθ／２法である。測定結果は以下の通りである。
　未加工面では、１００ｍｓ後の水接触角が８８．６±０．３°、３００ｍｓ後の水接触角が８８．４±１．４°、５００ｍｓ後の水接触角が８８．２±０．５°となった。これに対し、マーキング面では、１００ｍｓ後の水接触角が１４．９±０．３°、３００ｍｓ後の水接触角が３．３±１．４°、５００ｍｓ後の水接触角が１°未満（測定不可）となった。いずれの経過時間においても、マーキング面では、水接触角が６０度以下となっていることがわかる。
　霧化試験では、第一試験片と第二試験片とをそれぞれ２３０°に熱し、第一試験片のマーキング面と第二試験片の未加工面とに０．２ｍｌの水滴を滴下し、目視確認した。未加工面ではライデンフロスト現象の発生が見られたが、マーキング面ではライデンフロスト現象の発生が見られなかった。マーキング面では、ライデンフロスト現象の発生温度が未加工面よりも少なくとも３０℃以上高くなっているものと推測される。
　（実施の形態２）
　実施の形態１では、内底面１１２において各溝１１４内にのみ凹凸構造３０が形成されている場合を例示した。この実施の形態２では、外方領域にも凹凸構造が形成されていてもよい。つまり、（７）（１）～（６）のいずれか一項に記載の蒸気発生体であって、マーキング面において溝１１４の外方にも凹凸構造が形成されている。図６は、実施の形態２に係る内底面１１２ａを示す平面図である。具体的には、図６は図３に対応する図である。図６に示すように、内底面１１２ａにおいて各溝１１４ａ及び各外方領域１１５ａには、それぞれ凹凸構造３０ａ（図６においてドットハッチングで表現）が形成されている。
　これによれば、凹凸構造３０ａが各外方領域１１５ａにも形成されているので、各外方領域１１５ａ上においてもライデンフロスト現象が発生する最低温度を、内底面１１２ａ以外の領域と比べても高くすることができる。したがって、各外方領域１１５ａでの蒸発性能の低下も抑制されるので、ベース部全体での蒸発性能の低下をより抑制することが可能である。
　（実施の形態３）
　実施の形態１では、複数の溝１１４がストライプ状に形成されている場合を例示した。しかしながら、複数の溝のレイアウトは如何様でもよい。図７は、実施の形態３に係るベース部１１０ｂの上面図である。具体的には図７は図２に対応する図である。図７に示すように、実施の形態３に係る内底面１１２ｂには複数の溝１１４ｂが格子状に配置されていてもよい。
　（その他）
　以上、本発明に係る蒸気発生体などについて、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
　上記実施の形態では、複数の凹部３１がマトリクス状に配列された凹凸構造３０を例示した。しかしながら、複数の凹部が縞状に配列された凹凸構造であってもよい。また、凹部と凸部とは、所定のピッチで交互に配列されているのであれば、その平面視形状は如何様でもよい。
　上記実施の形態では、レーザ加工にて溝１１４を形成するのと同時に凹凸構造３０が形成される場合を例示した。しかしながら、溝と凹凸構造とが別々に形成されてもよい。例えば、溝のみを形成できる程度の出力でレーザ加工を基材に施した後に、凹凸構造のみを形成できる程度の出力でレーザ加工を基材に施せばよい。また、切削加工、プレス加工またはダイカストなどで基材に溝を形成した後に、レーザ加工で凹凸構造を形成してもよい。
　上記実施の形態では、溝１１４が断面視Ｖ字状である場合を例示したが、溝の断面形状は如何様でもよい。例えば断面視矩形状、台形状などの溝であってもよい。
　上記実施の形態では、蒸気室１１１の内底面１１２がマーキング面である場合を例示した。しかしながら、蒸気室の加熱面であれば如何なる箇所をマーキング面としてもよい。具体的には、蒸気室の内側面もマーキング面としてもよい。つまり、蒸気室の内側面に対して、溝及び凹凸構造を形成してもよい。この場合、蒸気室の内側面においても、ライデンフロスト現象が発生する最低温度を他の領域と比べて５℃以上低くすることができ、蒸発性能の低下を抑制することができる。
　上記実施の形態では、蒸気発生装置として衣類用のアイロン１００を例示した。しかし、蒸気発生装置は、水を蒸発させて蒸気を発生できる装置であれば如何様でもよい。その他の蒸気発生装置としては、例えばヘアアイロン、加湿器などが挙げられる。
　その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
３０、３０ａ　凹凸構造
３１　凹部
３２　凸部
１００　アイロン（蒸気発生装置）
１１０、１１０ｂ　ベース部（蒸気発生体）
１１１　蒸気室
１１２、１１２ａ、１１２ｂ　内底面（マーキング面）
１１４、１１４ａ、１１４ｂ　溝
１１５、１１５ａ　外方領域（溝の外方）
ｐ　ピッチ
Ｗ、ｗ１、ｗ２　幅

Claims (9)

  1. 　マーキング面を表面の一部に有する蒸気発生体であって、
    　前記マーキング面は、当該マーキング面以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高く、
    　前記マーキング面には、
    　所定方向に沿って、複数の凹部と複数の凸部とがそれぞれ交互に所定のピッチで平面状に配置された凹凸構造と、
    　前記所定のピッチ以上の幅を有する溝とが形成されており、
    　前記凹凸構造は前記溝内に形成されている
    　蒸気発生体。
  2. 　前記凹凸構造は、前記領域に比べて光吸収率が高い
    　請求項１に記載の蒸気発生体。
  3. 　前記凹凸構造は、水接触角が６０°以下の親水面をなす
    　請求項１または２に記載の蒸気発生体。
  4. 　金属からなる
    　請求項１または２に記載の蒸気発生体。
  5. 　前記溝は、レーザ加工によって形成されている
    　請求項１または２に記載の蒸気発生体。
  6. 　前記凹凸構造は、レーザ加工によって形成されている
    　請求項１または２に記載の蒸気発生体。
  7. 　前記マーキング面において前記溝の外方にも前記凹凸構造が形成されている
    　請求項１または２に記載の蒸気発生体。
  8. 　請求項１または２に記載の蒸気発生体で形成された蒸気室を有する
    　蒸気発生装置。
  9. 　基材の表面の一部にマーキング面を形成する際に、
    　前記基材の表面の一部に対して、少なくとも１つの溝を形成し、
    　前記溝内に対して、所定方向に沿って複数の凹部と複数の凸部とがそれぞれ交互に、前記溝の幅よりも小さいピッチで平面状に配置されるように、レーザ加工を施して凹凸構造を形成し、
    　前記マーキング面は、当該マーキング面以外の領域と比べて、ライデンフロスト現象が発生する最低温度が５℃以上高い
    　蒸気発生体の製造方法。
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