专利名称：有抗磨层的熨斗的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有金属底板的熨斗，金属底板带有一抗磨层。本发明还涉及一种底板，它具有加热元件和抗磨层，上述底面适于在熨斗上使用。
熨斗一般包括一外壳，通常是合成树脂制的，一底面与之相连。所述底面通常用铝制造，但也可以用锌、镍、铜或不锈钢制造。一般说来，一隔离层，通常指抗磨层，贴附在熨斗底板上，朝向背离外壳的方向。在熨烫期间，该抗磨层直接与要熨烫的衣物相接触。发挥熨斗固有功能的前提是这种抗磨层要满足许多项要求。例如，这种抗磨层必须，特别是表现出对要熨的衣物具有满意的抗磨性能，必须抗腐蚀，抗划痕，耐用，必须表现出适当的硬度和对磨损以及断裂的高抗力。抗磨层的材料必须满足额外的高要求，因为抗磨层要经受温度范围在10℃和300℃之间的显著的变化。从材料科学的观点看，某些上述要求或多或少是矛盾的。
在开头这段中所提到的类型的熨斗是公知的，例如，从欧洲专利申请EP-A-217014中。在上述申请中所描述的熨斗包含有一铝制底板，它带有一陶瓷材料抗磨层，优选为氧化铝抗磨层。这个抗磨层是用等离子体喷射提供的。在这个方法中，球形氧化铝颗粒直径为，例如10微米的，以等离子体流的方式被加热并被喷涂到底面上。在这个过程中，形成了粘贴的氧化铝颗粒陶瓷层。随后，这种抗磨层被抛光以获得所要求的光洁度。
这种已知的熨斗有缺点。已经发现，陶瓷抗磨层有较高的孔隙率和较低的抗腐蚀性。此外，这种已知抗磨层的抗磨性能，特别是抗粘附性能，不是最优的，而保持该层清洁以及清洁它已证明是困难的。最后，提供和抛光这种抗磨层的方法花费大，不能容易地大量生产。
本发明的一个目的是克服这种已知熨斗的缺点。本发明更具体的目的是提供一种熨斗以及一种底板，它们可以低成本地大量生产。底板的抗磨层必须也具有满意的抗腐蚀性和低孔隙率。
本发明的这些和其它目的用在开头段落中所提及的那种类型的熨斗达到了，这种熨斗的特征在于，抗磨层由主要由一层氧化铝构成，它以电化学的方法形成。
电化学方法形成的抗磨层具有的重要优点是它能够快速地廉价地以大量生产提供熨斗底板。尽管电化学方法形成层实际上不经过抛光处理，但其摩擦系数对熨平衣物却是适宜的。此外，本发明的熨斗还有其它的优良性质，例如，尤其是这样一种电化学方法形成的金属氧化物层的高抗划痕性和高耐用性。再有，抗磨层对断裂的抗力至少与已知的陶瓷氧化铝喷涂层的相同。本发明的金属氧化物层的厚度优选为10到50微米，特别是15至25微米。
术语“电化方法形成层”在本文中应被理解为在熨斗底板的金属被电化学方法氧化形成一金属氧化物薄层。该层的形成是通过把熨斗底板，最好经过抛光，和一惰性电极，例如铝、铅或石墨电极浸没入一合适的，优选为酸化的盐溶液中。为此目的，必须把一交流或直流电位差跨接在底板和电极间，在这个过程中，底板是作为阳极用的。这个过程中，具体的变化通常指如(硬)阳极氧化、阳极化铝(eloxing)和乳白石化(opalizing)。
依据本发明的熨斗的合适的实施例的特征在于，底面是用铝制成，用注射成型，以及在抗磨层与熨斗底板之间设有一中间层。
由铝制造熨斗底板优选采用注射成型的方法。能够适应以注射成型的方法加工的铝含有大量的其它元素，例如硅和/或镁。这些添加物降低了铝的熔点，以使它在进行注射成型时的温度下具有所要求的流动性。上述添加物的数量通常为5％(重量比)或更多。不过，已经发现，在注射成型铝上制作均匀的电化学加工层一般说非常不可能。这是因为在铝中存在着一定类型的沉淀物。这个问题可以用在底板和抗磨层之间再加上一层来解决。
依据本发明的熨斗的另外一个适合的实施例，上述中间层用铝的金属喷镀提供。用金属喷镀形成的这层能很好地粘接到注射成型铝的熨斗底板上。此外，已经发现，用电化学方法获得的氧化铝抗磨层也能很好地粘接在上述中间层上，并且表现出令人满意的硬度和一致的均质性。
依据本发明的一个更为合适的实施例，中间层含有一块阳极化铝板，它固定在底板上。为把该板固定到熨斗底板上可以利用耐热粘接剂和/或机械连接，例如螺钉。正如术语“阳极化铝”所表示的那样，该类型的铝可以用电化学方法有效地处理。
如果需要的话，底面的抗磨性还可以再提高通过赋予抗磨层的表面以主要为平行的、线性的结构，特别是如在欧洲专利申请EP-A378479中所述。在电化学处理之前，上述结构必须存在于熨斗底板的表面上。
本发明还涉及一种熨斗底板，它带有一加热元件和一抗磨层。依据本发明，这种底板包括由氧化铝占主导地位并用电化学方法形成的层。这种底板能非常适合用于上文中所描述的类型的熨斗。
本发明将以示范实施例和附图
的形式更详细地描述。
唯一的附图表示依据本发明的熨斗。
要提醒的是为了清楚起见，各元件没有按比例绘画。
该图表示一种蒸汽熨斗。该熨斗包括一合成树脂外壳(1)，其底端设置有一金属底板(2)。在此例中，底板用铝制造，用注射成型的方法成形。底板(2)设置有一抗磨层(3)，在朝着背离外壳方向的面上。上述抗磨层含有电化学形成的氧化铝层。在该例中，抗磨层的厚度大约为20微米。一中间层(4)位于抗磨层(3)和底板(2)之间。如下文要非常详细描述的那样，这个中间层可以用铝的喷镀提供。不过，优选让中间层含有一阳极化铝板，用耐热粘合剂和/或螺钉固定到底板(2)上。要注意，中间层(4)可以省略不用，如果底板是用阳极化铝制造的话。还有，要注意，本发明不仅限于蒸汽熨斗，也可以应用于没有蒸汽发生装置的普通的熨斗上。
底板(2)包含一加热元件(未示出)，在朝着背离抗磨层方向的面上。如所公知，这个加热元件可以包括一个金属管，管内设置有一加热丝，后者夹在金属氧化物电绝缘材料中。不过，优选使用由厚-膜材料的电阻层膜构成的加热元件，厚-膜材料的电阻层依照某种模式提供并且位于两电绝缘层之间，绝缘层优选由搪瓷构成。
依据本发明的熨斗的制造和熨烫性能借助于下面的示范实施例进行描述。
示范实施例1
在本示范实施例中使用一种阳极化处理铝的底板，称为AlMgSi0.5，用一种金属-去除法(a metal-removing process)(碾磨)成形。这种底板的熨烫表面脱脂处理，用磷酸钠的水溶液(5-10％重量)在50℃处理该表面5分钟。经电化学抛光处理后，熨烫表面的表面粗糙度(Ra)为0.5微米。
下一步在熨烫表面设置电化学形成的抗磨层。为此，把上述表面在15-18％的硫酸水溶液中阳极化处理30-45分钟，温度大约5℃。电流密度为10-30mA/cm2。在这些条件下，厚度大约为25微米的一层氧化铝在底板上形成了。
阳极化层随后在温度98℃的去离子水中被“密封”。这样获得的抗磨层有均质的纹理和银/灰色的外貌。然后，带有抗磨层的底板被安装到外壳上并经受若干测试。测试结果表明抗磨层有最佳的粗糙度(Ra＝0.5微米)和最佳的硬度(HV＞450)。落锤试验表明其抗断裂性能也非常令人满意。
示范实施例2在此例中，使用可注射-成型铝制底板。除了作为主要成分的铝之外，还含有12％重量的Si。底板的表面被洗净和磨光，然后去脂，并湿化学浸蚀。
下一步，基本上按在示范实施例1中描述的方式在底板上设置氧化铝阳极化层。此时所设置的阳极氧化层厚度为35微米。此时发现形成的抗磨层的硬度比示范实施例1中的低许多。进一步的检查表明，抗磨层的纹理不规则且在层中有孔穴。此外，该层的颜色不规则。还发现抗磨层的抗划痕性能不算好。
示范实施例3
具有相应于示范实施例2的组成的注射成型底板的熨烫表面用喷砂法预处理。随后在上述预处理表面上喷镀-纯铝薄层。金属喷镀过程在含氧氛围中进行。该层的设置可以用火焰喷镀法，也可以用等离子体喷镀法。形成的薄层(厚度0.1-2.0毫米)很牢地粘接到注射成型铝上。该层主要由铝和氧化铝的混合物构成。喷镀层随后被打磨和抛光。然后，用电化学方法在喷镀中间层上形成抗磨层。该层的厚度在15和50微米之间。使用草酸的水溶液(7％)作阳极化浴。阳极化浴的温度20℃，电流密度为2.5A/dm2，阳极化时间50-60分钟。
抗磨层在98℃的软化水中被“密封”之后，底板被固定到外壳上。这样制造出的熨斗经过若干项的测量，可以发现，所形成的抗磨层具有均匀的“花岗岩”纹理和浅褐-灰色。
示范实施例4AA5052型(AlM92.5)或AA6061型(AlM91SiCu)阳极化铝的薄板(厚2毫米)，用耐热粘合剂(Shin Etsu KE1830)和螺钉固定到注射成型的底板(见示例2)的熨烫表面上。不用螺钉的话，也可以用铆钉。在这个实施例中，底板的表面不必预处理。上述板的两面预先用电化学的方法设置了40微米厚的氧化铝抗磨层。这种抗磨层基本上按在示例1中所描述的方式在底板上设置。
抗磨层的性质和纹理基本上与示例1中的抗磨层相同。测试结果表明该层具有合适的摩擦系数，对棉布为静值0.13，动摩擦系数值0.17，对聚酯的为静值0.20，动值0.21。抗划痕性能为约5莫氏硬度。该层还表现出良好的抗磨性和很好的抗粘性。
示范实施例5
把阳极化铝薄板用螺钉和耐热粘合剂(To Shiba XE-13-A8341)固定到注射成型的底板上。在固定到底板上之前，该薄板已经用电化学方法设置了一层厚度范围15-30微米的氧化铝。在此例中，经过9分钟腐蚀和1分钟抛光的预处理，获得了最佳的滑动性。经阳极化(含7％的草酸水溶液)和惯用的方式“密封”，这种抗磨层呈微黄绿的颜色和均匀的纹理。已经发现，这种抗磨层的性质和纹理(层粗糙度和不平度)比示范实施例4的抗磨层的还要好对棉布的摩擦系数为0.11(静)和0.15(动)，对聚酯的为0.14(静)和0.18(动)。抗划痕的莫氏硬度为6。
示范实施例6在本示范实施例中，制造出的熨斗也包含一中间层，该中间层由阳极化铝构成，后者带有用电化学方法形成的氧化铝抗磨层。这种熨斗基本上按在示范实施例4中描述的方式制造。在本示范实施例中，抗磨层在阳极化之后和在中间层“密封”之前，进行着色处理。为此，把抗磨层放置在一浴槽内，加入染料。要获得绿色，先把硫酸铜(25克/升，在室温下，3分钟)作为染料加入，然后加入硫酸铵(5％重量，室温，3分钟)。要获得蓝色，先把草酸铵(室温，2分钟)作为染料投入，随后加入亚铁氰化钾(2-3分钟，室温)。所要求的颜色在抗磨层“密封”期间被保存住。该层的其它性质与示范实施例4中的相同。
要注意，金属氧化物层的着色也可以用其它的在阳极化处理中惯用的方法。其例子有，具体地说为，电镀着色，整体着色或干涉着色。也可以换用有机染料代替无机盐染料。经涂覆的熨斗底板的抗磨(滑动)性用表面的外形(topography of the surface)测定。表面外形的特征用两个主要参数表示粗糙度算术平均值(Ra)平均不平度半径这两个参数(用通俗的话讲峰值的高度和峰度)能够通过在阳极化前对底板的化学腐蚀和抛光处理控制。通过改变化学腐蚀时间，可以获得不同的Ra值。Ra值的最佳范围为0.4-0.9微米。同样，通过改变化学抛光的时间，可以得到大范围的凹凸半径值。不平度半径的最佳范围在100-250微米。具有这些最佳Ra值和凹凸半径的依据本发明的阳极化的底板，在许多织物上具有很低的和平衡的摩擦系数
已经发现，带有用电化学方法形成的氧化铝层的抗磨层的熨斗具有优良的抗磨性。特别是对于以抗磨层和底板之间设置有阳极化铝板形式的中间层的实施例，被认为是非常受欢迎，因为，可以用简单的方法制造。
权利要求
1.一种熨斗，包括一金属底板，它带有一抗磨层，其特征在于，抗磨层是由氧化铝占主导地位以电化学的方法形成的。
2.如权项1所述的熨斗，其特征在于，抗磨层的厚度在10和50微米之间的范围内。
3.如权项1或2所述的熨斗，其特征在于，底板用铝制造，用注射成型的方法加工，并且有一中间层位于抗磨层和底板之间。
4.如权项3所述的熨斗，其特征在于，中间层用铝的金属喷镀法设置。
5.如权项3所述的熨斗，其特征在于，中间层由设置在底板上的阳极化铝板构成。
6.如前述任一权项所述的熨斗，其特征在于，粗糙度算术平均值(Ra)的范围为0.4-0.9微米，而平均不平度半径在100-250微米的范围内。
7.如前述任一权项所述的熨斗，其特征在于，底板具有主要为平行的、线性的结构。
8.一种带有加热元件以及抗磨层的底板，并且该底板能够适用于前述任一权项所述的熨斗上。
全文摘要
本发明描述了一种熨斗和带径改进的抗磨层的底板。该底板的特征在于抗磨层主要含有电化学方法加工的氧化铝。本发明的底板上的抗磨层和本发明的熨斗可以简单而廉价地供应。此外还发现这种层满足许多要求，例如足够的硬度，良好的抗磨性，高抗腐蚀性抗划痕性，良好的滑动性，和清洁该层很容易。如果需要，抗磨层可以设置在位于抗磨层与底板之间的中间层上。借助于它，可以使用注射成型铝的底板，而后者在其上很难形成电化学抗磨层。中间层由镀铝层或阳极化铝层构成。如果需要，抗磨层的颜色可以用着色技术改变之。
文档编号D06F75/38GK1130222SQ9511888
公开日1996年9月4日 申请日期1995年11月14日 优先权日1994年11月14日
发明者Y·徐, T·布林克, Y·L·吴 申请人:菲利浦电子有限公司