專利名稱：具有抗摩擦層的熨斗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含一層抗摩擦層的金屬底板的熨斗。本發(fā)明也涉及在金屬底板上提供一層抗摩擦層的方法。
上一段落中提及的熨斗本身是已知的。例如，在德國專利說明書DE36.17.034中描述了一種熨斗，其金屬底板具有由至少兩層亞層組成的抗摩擦層。第一亞層由氧化鋁或氧化鋁和氧化鈦的混合物等基底層組成，它們可由等離子體噴射等方法涂布到金屬底板上。所述基底層上是合成樹脂的第二亞層，合成樹脂例如是基于聚四氟乙烯的。
現(xiàn)有熨斗有不少缺點。例如，特別是已發(fā)現(xiàn)抗摩擦層的機(jī)械強(qiáng)度不足夠。這個問題特別是由合成樹脂層相對低的抗擦傷性能引起。還發(fā)現(xiàn)合成樹脂層的穩(wěn)定性存在問題。在最高約300℃溫度下合成樹脂的穩(wěn)定性，通常對于熨斗不樂觀。此外，對于已知抗摩擦層所述的雙層結(jié)構(gòu)，既費(fèi)時間，又費(fèi)金錢。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種克服上述缺點的熨斗。本發(fā)明更具體的目的在于一種包括金屬底板在內(nèi)的熨斗，其抗摩擦層具有高的耐擦傷性。以簡單而價廉的方式在金屬底板上提供所述抗摩擦層應(yīng)該是可能的。此外，抗摩擦層應(yīng)耐腐蝕，耐頻繁而快速最高達(dá)300℃的溫度變化。本發(fā)明還有一個目的是提供一種在金屬底板上涂布抗摩擦層的方法。
這些和其它目的可由在本文第一段中提及類型的熨斗實現(xiàn)，其特征在于本發(fā)明的抗摩擦層包括一層無機(jī)聚合物層，優(yōu)選聚硅酸鹽層，它由溶膠-凝膠方法提供。
用溶膠-凝膠方法提供的這一層，與聚四氟乙烯相比，具有很好的耐擦傷性。正如下面將要詳述的，這一層可由簡單方式涂布在金屬底板上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以無機(jī)聚合物形式存在的抗摩擦層，顯示極高的耐腐蝕性，和在20-300℃溫度范圍內(nèi)耐頻繁而快速的溫度變化。這類無機(jī)聚合物可以基于聚-鋯-氧化物、聚-鈦-氧化物或聚-鋁-氧化物。然而，為了降低成本，優(yōu)選使用基于聚硅酸鹽的無機(jī)聚合物?；诰酃杷猁}的溶膠可以簡單方式制造，并可比用其它上述溶膠保持更長時間的穩(wěn)定。
本發(fā)明的熨斗的一個優(yōu)選實施例方案的特征在于其抗摩擦層也包括用氟化物處理的烴類化合物。由于這類化合物的存在，熨斗在熨燙期間具有明顯較低的摩擦阻力。因此，按本發(fā)明的這種措施導(dǎo)致熨斗的熨燙性能大為改進(jìn)。這種用氟化物處理烴類，可作為疏松化合物，例如以細(xì)粒聚四氟乙烯粉末形式埋入抗摩擦層的無機(jī)聚合物基體中。然而，所述用氟化物處理的烴類化合物最好與無機(jī)聚合物共價相結(jié)合。
本發(fā)明也涉及在金屬底板上提供抗摩擦層的方法。按照本發(fā)明，該方法的特征在于在金屬底板上放置一層溶膠-凝膠溶液，然后在更高溫度下由該溶膠-凝膠溶液形成一層無機(jī)聚合物。
溶膠-凝膠溶液的制備本身是已知的。若用溶膠-凝膠來在底物上制造物質(zhì)層時，首先要制備固體顆粒在液體中的膠體懸浮液。在本發(fā)明情況下，優(yōu)選使用在有機(jī)溶劑中的水解金屬醇鹽顆粒。在這方面，已知的金屬醇鹽是Ti-、Zr-、Al-和Si-的醇鹽。通常用一種醇為有機(jī)溶劑。除少量作為催化劑的酸或堿外，還向所述膠體溶液或溶膠中加入少量水，然后將溶液或溶膠以薄層形式置于所需的底物上。所加的催化劑和水使醇化物進(jìn)行水解，然后在升高的溫度下縮聚成為無機(jī)聚合物，溶劑則從所得的溶膠-凝膠層中蒸發(fā)掉。
用這種溶膠-凝膠方法，可以在底板上制得極薄層的無機(jī)聚合物。例如，用這種技術(shù)，可以獲得厚度小于1微米，甚至小于0.5微米的薄層。使用這些薄層和選擇烷氧基硅酸鹽作為無機(jī)聚合物的單體，確保了本發(fā)明的抗摩擦層非常價廉。
本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案的特征在于該溶液也包括3-縮水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)，其量最高達(dá)烷氧基硅酸鹽總量的50％(重)。該化合物在膠體溶液中的存在，使溶膠-凝膠與金屬底板的粘附性大為改進(jìn)。若缺乏這種化合物，則在金屬底板上涂布無機(jī)聚合物的抗摩擦層之前，必須受到一系列的清潔處理步驟。使用這種化合物后，可以省去這些方法步驟。
本發(fā)明另一優(yōu)選實施方案的特征在于該溶液還包括一種用氟化物處理的硅烷化合物。該化合物的存在使抗摩擦層的疏水性能大有改進(jìn)。占膠體顆?？偭康?.1％(重)的該物質(zhì)，足以提供疏水性能可與聚四氟乙烯相比的無機(jī)聚合物。其量超過5％(重)時，不再改進(jìn)抗摩擦層的疏水性。
在金屬底板上形成一層膠體溶液層有許多方法，如液浸法或旋轉(zhuǎn)涂布法。根據(jù)本發(fā)明極為優(yōu)選的實施方案，可用噴霧技術(shù)制得該層。這種方法形成的該層的摩擦系數(shù)比由旋轉(zhuǎn)涂布法形成的小。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于噴霧液滴的大小及金屬底板的溫度的可調(diào)節(jié)性，抗摩擦層的摩擦系數(shù)可以改變。噴到金屬底板上的液滴提供了帶不平結(jié)構(gòu)的抗摩擦層。帶不平結(jié)構(gòu)的抗摩擦層具有比平滑抗摩擦層更好的熨燙性能。
本發(fā)明以下列實施方案和附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中，

圖1示出本發(fā)明的熨斗。
圖1示出一種蒸汽熨斗。該熨斗包括合成樹脂外殼1及底部的金屬底板2。在本發(fā)明中，金屬底板由不銹鋼合金制成。金屬底板與外殼背向的表面上有抗摩擦層3。該層包括由溶膠-凝膠方法形成的聚硅酸鹽基的聚合物層。下面給出的金屬底板上提供無機(jī)聚合物抗摩擦層的多種創(chuàng)造性方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一種實施方案，制備包含10g TEOS(四乙基原硅酸鹽)、80g乙醇和10g酸化水(1N HCl)的溶膠-凝膠溶液。水解1小時后，將該溶液旋轉(zhuǎn)涂布到不銹鋼金屬底板的熨燙表面，轉(zhuǎn)速為600r.p.m.金屬底板事先已經(jīng)連續(xù)地用含皂溶液的超聲處理和UV/臭氧處理而得以清潔。由旋涂形成的溶膠-凝膠層于300℃固化30分鐘。形成的聚硅酸鹽抗摩擦層(厚200nm)呈現(xiàn)滿意的抗擦傷性和對金屬底板的粘附性。在金屬底板經(jīng)受20-300℃范圍內(nèi)的溫度循環(huán)500次后，其粘附性未發(fā)生變壞。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案，用噴霧設(shè)備在潔凈的金屬底板上形成上述溶膠-凝膠溶液。一系列實驗表明，用此法獲得的抗摩擦層的摩擦系數(shù)比用液浸法或旋涂法得到的抗摩擦層的低。改變液滴大小和金屬底板的溫度，可以影響抗摩擦層的平滑性。抗摩擦層平滑性增加對熨斗的熨燙性能具有正面效果。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案，將包含2g GLYMO、8g TEOS、80g乙醇及10g酸化水(1N HCl)的溶液水解2小時。此后將此溶液旋涂到不銹鋼(AISI304)金屬底板上。該金屬底板僅用在含皂溶液中超聲清潔處理過。得到溶膠-凝膠層200℃固化30分鐘。這樣形成的無機(jī)聚合物抗摩擦層(300nm厚)顯示出對金屬底板滿意的粘附性，盡管未經(jīng)UV/臭氧處理。涂層的耐擦傷性優(yōu)良。
根據(jù)本發(fā)明第四實施方案，制備包含10g TEOS、FTES溶于80g乙醇和10g酸化水(1N HCl)中的溶膠-凝膠溶液。FTES代表氟烷基三乙基硅烷。原則上，該氟烷基基團(tuán)的長度可以在5-15C原子間改變。在本發(fā)明情況下，使用C6F13CH2CH2-Si(OC2H5)3。用噴霧裝置將該溶液噴涂在金屬底板上，然后在160℃固化。形成的抗摩擦層顯示滿意的硬度，并抗最高達(dá)300℃的溫度變化。在抗摩擦層中使用用氟化物處理的烴，熨斗的熨燙性能比上述實施方案中得到的好得多。
權(quán)利要求
1.一種包含一層抗摩擦層的金屬底板的熨斗，其特征在于該抗摩擦層包括一層用溶膠-凝膠方法提供的無機(jī)聚合物層，優(yōu)選是聚硅酸鹽層。
2.權(quán)利要求1的熨斗，其特征在于該抗摩擦層也包括用氟化物處理的烴類化合物。
3.一種在金屬底板上提供一層抗摩擦層的方法，其特征在于在升高溫度下將一層溶膠-凝膠溶液轉(zhuǎn)化為無機(jī)聚合物層，來提供熨燙表面。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于該溶膠-凝膠溶液包括烷氧基硅酸鹽。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于該溶液也包括3-縮水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷，其量最高達(dá)烷氧基硅酸鹽全部量的50％(重)。
6.權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于該溶液也包括一種用氟化物處理的硅烷化合物。
7.權(quán)利要求3、4、5或6的方法，其特征在于用噴射技術(shù)將該溶膠-凝膠溶液涂布到底板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含一層無機(jī)聚合物抗摩擦層的金屬底板的熨斗，無機(jī)聚合物優(yōu)選聚硅酸鹽，抗摩擦層由溶膠-凝膠方法提供。這種抗摩擦層顯示高硬度、高耐腐蝕性和滿意的抗快速溫變的性能。該抗摩擦層也優(yōu)選包括用氟化物處理的烴類化合物。通過使用這些化合物，該抗摩擦層具有可與氟塑料比美的高摩擦系數(shù)?？捎酶鞣N方法提供該摩擦層，優(yōu)選用噴射法。
文檔編號D06F75/00GK1124311SQ9410956
公開日1996年6月12日 申請日期1994年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月23日
發(fā)明者E·W·J·L·奧門, H·迪比爾斯 申請人:菲利浦電子有限公司