具有可生物降解的防水垢剂的家电设备的制作方法

本发明涉及家电设备的一般技术领域，并且更具体地涉及包括水容器和用于煮沸和/或蒸发来自容器的水的机构的设备，其中使用可生物降解的防水垢剂，所述防水垢剂至少部分可溶于水以便避免水垢的形成和沉积。

本发明还涉及一种方法，所述方法用于抑制与水介质接触的家电设备中的水垢的形成和沉积，并且本发明还涉及一种方法，所述方法用于限制在蒸发器中聚集的干的提取物的聚集，这些方法使用至少部分可溶于水的可生物降解的防水垢剂。

可生物降解的物质在本发明中的意思是，任何能够在微生物的作用下被分解的物质。最终形成水，二氧化碳，和/或甲烷，并且可能形成对环境没有毒害的副产品(残渣，生物量)。

对于包括水容器和用于煮沸和/或蒸发来自容器的水的机构且可在本发明的范围中使用的家电设备，其在本发明中的意思是指以下设备，所述设备一方面包括金属、陶瓷或塑料材料制成的水容器，冷或者热的水介质在所述水容器中流动或存在，所述设备另一方面包括用于煮沸和/或蒸发来自容器的水的机构(例如在熨斗中的蒸发室或在煮水器中的加热电阻)。

作为满足该定义的设备，可举例例如衣物护理设备，诸如蒸汽熨斗，蒸汽单元(centralesàvapeur)，和用于熨烫的产生蒸汽的其他设备(尤其具有泵的蒸汽系统和竖直的蒸汽平整器)，蒸汽炉，蒸汽蒸煮器，灭菌器，分配冷水或热水的龙头(fontaine)，咖啡机，煮茶壶，烧水器，蒸汽吸尘器，处理自来水的家用设备，洗牙器，诸如蒸汽拉直器的用于个人护理的设备。

水垢在本发明中的意思是指，主要含碳酸钙CaCO₃的任何沉积物，所述沉积物在金属表面、陶瓷表面或塑料材料表面上的不同位置形成颗粒或固态聚集物，所述颗粒或固态聚集物接触水，并且将降低所述设备的性能，并且导致某些零件的提前老化，因此缩短设备的使用寿命，或者所述颗粒或固态聚集物将产生让使用者不舒服的颗粒。

防水垢剂在本发明中的意思是指，任何能够抑制水垢形成的物质，其通过推迟碳酸钙的沉积或通过在碳酸钙开始沉积之后减缓其沉积运动而抑制水垢形成。

背景技术：

水垢的形成在很多工业和家庭设备中构成了很大的问题。使用有效的抑制剂(通常被成为“防水垢剂”)可延长设备和装置的使用寿命。

为了去除或至少减少在家电设备中的水垢的沉积，尤其在熨斗或咖啡机中的水垢的沉积，不同的机构已经被提出。因此，已知在蒸发之前通过化学方法处理水以便防止水垢沉积的装置。然而这些装置具有的主要缺点在于需要加入不易操作的酸性产品。

此外，已知使用聚磷酸盐或六偏磷酸钠(SHMP)，因为其减缓碳酸钙CaCO₃结晶的增长(如在国际专利申请WO98/28485和欧洲专利EP1146164中所示)。然而，这些聚磷酸盐的效果没有在蒸汽发生器中显露出来，在所述蒸汽发生器中，桶在140℃的温度下集中矿物。

磷酸盐具有类似于聚磷酸盐的特性，但其具有更好的热稳定性。特别地，专利EP0610997和US5507108描述设置在熨斗的容器中的磷酸盐的使用，以便减少在位于容器和蒸发室之间的水供给系统中的水垢沉积。然而，尽管这些产品在水中的溶解是缓慢的，并且允许熨斗保持较长的使用寿命，但是在使用开始时溶解更加快速并且其效果过快地减弱，使得熨斗达到正常的使用寿命。被提倡使用的产品应被做成片剂并且这不是方便控制在水中溶解的形状，这被迫混合不同且复杂的盐。

同样已知碳酸磷(Phosphonocarbonate)，羧基聚合物(如欧洲专利EP1418253所记载)和脂肪族多胺的防水垢特性。

然而，使用防水垢剂本身影响环境，这导致增加对允许控制使用的防水垢剂的量的系统(所谓的受控盐析系统)的要求。

因此，例如，国际申请WO98/28485描述了与水介质接触的家电设备，所述家电设备包括穿过隔室的水回路，具有受控盐析的防水垢装置导入到所述隔室中。该装置由硅树脂基质形成，在其中扩散了防水垢活性材料。该活性材料为磷酸盐类型(尤其为六偏磷酸钠)，其在硅树脂基质之外以受控的方式被盐析且根据水量被适应。美国专利US5507108描述了一种熨斗，所述熨斗尤其包括用于将磷酸盐的合成物注入到容器中的定量的系统。最后，法国专利FR2785166描述了滴漏式咖啡机，所述滴漏式咖啡机包括以连续循环的方式供给热水器的水容器和容器的水的处理装置，所述处理装置为用于防水垢剂的量的微定量的装置，所述防水垢剂的量适合于供给到热水器的水量。

然而这种系统是复杂的，并且使用已知影响环境的产品，并且有时需要使用者方面的维护操作。

技术实现要素：

本申请人发现，将可溶于水的可生物降解的防水垢剂导入到家电设备的冷水容器中允许解决上述的问题，同时通过减少维护操作和降低对于环境的影响而提高了产品的使用舒适度。例如，在熨烫设备的蒸汽发生器的情况下，使用这种防水垢剂允许避免使用者操作压力下的桶，这是枯燥且引起焦虑的操作，并且使用者往往不愿意去做(这进一步加重在蒸汽发生器的桶的内部的水垢的聚集)。这种制剂的使用还具有的效果为不再导致水垢颗粒穿过熨斗底板的孔排出。

更具体地，本发明的目的在于提供一种家电设备，所述家电设备包括水容器和与所述容器连通的水供给系统，所述水容器且如有必要所述水供给系统包括至少一种防水垢剂，并且所述家电设备包括用于将来自所述容器或包含在所述容器中的水煮沸和/或蒸发的机构(例如在家电设备是熨烫设备的蒸汽发生器的情况下的蒸发室，或更简单地是电烧水器的电阻)。

作为可在本发明的范围中使用的家电设备，可尤其列举蒸汽熨斗，蒸汽发生器，蒸汽清洁器，蒸汽平整器，蒸汽吸尘器，处理自来水的家用设备，蒸汽炉，蒸汽蒸煮器，灭菌器，洗牙器，分配冷水或热水的龙头(fontaine)，咖啡机，煮茶壶，烧水器，诸如蒸汽拉直器的用于个人护理的设备。

根据本发明，防水垢剂是可生物降解的制剂，其至少部分地可溶于水，且优选地完全可溶于水。

相对于传统地使用在与水介质接触的家电设备的领域中的防水垢剂(例如基于磷酸盐的衍生物，或磷酸碳酸盐，或羧基聚合物或甚至芳香族多胺)，可用于本发明范围内的防水垢剂具有至少相同的效率，同时允许取消对于桶的维护操作。此外，因为防水垢剂是可生物降解的，其对环境的影响更小，并且必然对人无害。

优选地，这些防水垢剂具有可食用的特性。

存在于所述水容器中的所述防水垢剂的含量介于0.5ppm和1000ppm之间，优选地介于0.5ppm和500ppm之间。低于0.5ppm时，防水垢剂将无效，然而高于1000ppm时，这意味着相对于产生的效果而言，加入到容器中的防水垢剂的量过大。

优选地，所述防水垢剂在芦荟，聚天冬氨酸(PASP)，苍耳烷，腐殖酸，叶酸，聚马来酸，聚环氧琥珀酸，亮氨酸，黑儿茶，橄榄，银白指甲草及其混合物中选择。

当然，在防水垢剂基于诸如橄榄、黑儿茶和银白指甲草的植物实现的情况下，这些植物的活性成分也可以提纯的形式被使用以便获得更佳的效率。

优选地，作为所述防水垢剂，使用芦荟和聚天冬氨酸(PASP)的混合物。

根据本发明的防水垢剂可根据以下单独的或组合的多种可能的作用方式(形成速度，结晶形状，尺寸等等)而对抗水垢的形成：

-防水垢剂可例如通过改变碳酸钙CaCO₃的晶体形状(其能够防止碳酸钙CaCO₃晶体的发展)，延缓碳酸钙CaCO₃晶体的沉积，

-防水垢剂能够在碳酸钙CaCO3的沉积开始后，减小碳酸钙CaCO3的沉积的运动

-晶体的最终尺寸也能够被改变，这可阻止可见颗粒被带到且沉积在衣物上。

可例如尝试将一种延缓碳酸钙CaCO₃的晶体的形成的防水垢剂与影响其形成运动的另一种防水垢剂组合使用。

因此，本发明的目的还在于提供一种用于抑制在与水介质接触的家电设备中的水垢的形成和沉积的方法，所述方法包括在待处理的所述水介质中加入然后扩散可生物降解的防水垢剂，所述防水垢剂可溶于水并且含量包含在0.5ppm和1000ppm之间，优选地含量包含在0.5ppm和500ppm之间，以便抑制碳酸钙(CaCO₃)的晶核形成和/或增长。

本发明的目的还在于提供一种方法，所述方法用于限制颗粒在诸如烧水壶的热水器中的聚集，或用于限制在诸如熨斗底板的瞬时蒸发器中的干的提取物的聚集，所述方法包括在待处理的所述水介质中加入然后扩散可生物降解的防水垢剂，所述防水垢剂可溶于水并且含量包含在0.5ppm和1000ppm之间，优选地含量包含在0.5ppm和500ppm之间，以便抑制碳酸钙(CaCO₃)的沉积运动。

无论设计的方法是什么(也就是说无论为了在家电设备中抑制水垢的形成和沉积或为了限制干的提取物在蒸发器或沸腾器中的聚集)，防水垢剂优选地以液态的形式被导入到水介质中，该导入可例如通过微定量在手动或自动模式而实现。

但将以固态的形式的防水垢剂导入到水介质中也是可以的，例如导入到盐析基质中，或在有孔的结构中被稀释，或甚至设置在容器入口处的固态形式，其通过扩散在水介质中起作用。

所述家电设备是诸如上文描述的家电设备。

附图说明

通过以下参照附图且以非限定性示例方式给出的描述，将更好地了解本发明的其他优点和特征，在附图中：

-图1示出具有瞬时蒸发室的传统蒸汽熨斗的剖视示意图，使用该蒸汽熨斗以便实现在下文描述的在加速的持久度测试平台上的实验；

-图2示出图1的熨斗的底板的蒸发室的内部在加速的持久度测试平台上的实验之后的照片，所述在加速的持久度测试平台上的实验包括通过不具有防水垢剂的40升自来水(硬度为27°F)(底板温度约为200℃)；

-图3示出扫描电子显微镜(SEM)的图像，所述图像示出图2所示的熨斗底板的蒸发室的内部的结垢区域的细节图；

-图4示出图1的熨斗的底板的蒸发室的内部在加速的持久度测试平台上的实验之后的照片，所述在加速的持久度测试平台上的实验包括通过40升自来水(硬度为27°F)，在所述自来水中加入根据本发明的第一实施方式的一种防水垢剂，

-图5示出扫描电子显微镜(SEM)的图像，所述图像示出图4所示的熨斗底板的蒸发室的内部的结垢区域的细节图；

-图6示出图1的熨斗的底板的蒸发室的内部在加速的持久度测试平台上的实验之后的照片，所述在加速的持久度测试平台上的实验包括通过40升自来水(硬度为27°F)，在所述自来水中加入根据本发明的方法的第二实施方式的另一种防水垢剂，

-图7示出图1的熨斗的底板的蒸发室的内部在使用自来水(硬度为27°F)之后的照片，在所述自来水中加入根据现有技术的聚磷酸盐类型的传统的防水垢剂，

-图8示出具有分离的蒸汽发生器的熨斗的剖视示意图，使用该熨斗以便实现在下文所述的蒸汽发生器上的持久度实验，

-图9示出照片，所述照片示出：

*在大的容器中，来自图1的熨烫设备的不锈钢制的桶的水的外观，所述水在对蒸汽发生器的持久度实验结束时收集，和

*在小的容器中，在桶的出口处通过电动阀门的沉积物的聚集，在该情况中，初始被导入到蒸汽发生器的容器中的水不包括防水垢剂，

-图10示出照片，所述照片示出：

*在大的容器中，来自图1的熨烫设备的不锈钢制的桶的水的外观，所述水在对蒸汽发生器的持久度实验结束时收集，和

*在小的容器中，在桶的出口处通过电动阀门的沉积物的聚集，在该情况中，初始被导入到蒸汽发生器的容器中的水包括根据本发明的可生物降解的防水垢剂。

具体实施方式

在加速的持久度测试平台上的实验的实验记录

该持久度实验在加速的持久度测试平台上实现。

为此使用图1所示的蒸汽熨斗1。该蒸汽熨斗1包括水容器2和与所述容器2连通的水供给系统4。所述蒸汽熨斗1还包括用于将来自容器2或包含在容器2中的水煮沸和/或蒸发和/或加热的加热机构。

在加速的持久度测试平台上的持久度实验在于将40升自来水(硬度为27°F)，以10s工作和10s停止的交替循环的方式、以约为30g/min注入到熨斗的底板的蒸发室中，所述蒸发室保持静止以便聚集沉积。水容器中的水直接落入到熨斗的加热底板中以便瞬时地蒸发。

该实验的结果在图2至图7中示出，所述结果在下面的结果表格1中被注释。

表格1

在蒸汽发生器上的持久度实验的实验记录

第二种持久度实验借助图8所示的具有分离的蒸汽发生器的熨斗而实现。

蒸汽发生器1传统地由用于产生压力下的蒸汽的压力下的桶10、水容器11和泵12构成。容器11被熨烫设备的使用者填充冷水，并且该冷水通过泵12规则地传送到压力下的桶10中，在该压力下的桶10中，水温达到140℃。冷水在压力下的桶中被蒸发并且蒸汽通过供给线缆14朝向熨斗12传送。

实验涉及将通过泵12注入到压力下的桶10中的水蒸发，并且将水的温度保持在略微大于100℃。这样处理的水有8升。

该实验的结果在图9和图10中示出，其在下文中被评论：

-图9示出照片，所述照片示出在最初导入到蒸汽发生器的容器中的水不含防水垢剂的情况下，在发生器上的持久度测试结束时收集到的来自桶的水的外观(大瓶)，和在水到达熨斗底板之前，在电动阀门的出口处收集到的水的外观(小瓶)：

●观察到大瓶中的水是浑浊的，因为存在悬浮的水垢，并且

●观察到水垢颗粒沉积在两个瓶子的底部。

-图10也示出照片，所述照片示出在最初导入到蒸汽发生器的容器中的水包含根据本发明的方法的防水垢剂(2ppm的聚天冬氨酸和300ppm的芦荟)的情况下，在发生器上的持久度测试结束时收集到的来自桶的水的外观(大瓶)，和在水到达熨斗底板之前，在电动阀门的出口处收集到的水的外观(小瓶)：

●观察到大瓶的水是清澈的：不存在悬浮的水垢，并且

●观察到在所述两个瓶中的每个瓶的底部沉积了很少的水垢颗粒，甚至完全未沉积水垢颗粒。