专利名称：提供有亲水涂层的蒸汽发生设备的制作方法在一个大气压下将水加热至100°C以上会将其转化为蒸汽。在蒸汽发生设备中，比 如蒸汽熨斗中，水被施加到热表面从而生成蒸汽。但是，蒸汽会在该表面与水滴之间产生一 个隔离层，进而有效地减慢水的蒸发。水滴将趋向于在该表面上跳动，而不是蒸发为蒸汽。 这种效应被称为莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)效应，并且一般在160°C以上时发生。在例如 蒸汽熨斗中可观察到这种效应。提出了从在蒸汽室中提供特殊结构(例如像是肋条)到在蒸汽室的表面使用涂层 的多种方法用以防止莱顿弗罗斯特效应。一种合适的蒸汽促进物(promoter)涂层为亲水 性的并且适度的绝热。涂层的适度绝热特性防止水接触到热的铝制基底。当一些水接触到 表面时，表面立即被有效地冷却至莱顿弗罗斯特效应温度以下。还优选的是，这种蒸汽促进 物涂层具有一定量的多孔性。凭借蒸汽促进物涂层的亲水特性，引入的水容易地扩散在蒸 汽室的表面上。一种合适的蒸汽促进物涂层提供良好的润湿、将水吸入多孔结构以及高表 面粗糙度的结合。一种在前文中描述的蒸汽发生设备在US 5，060，406中是已知的。此已知设备(蒸 汽熨斗)被提供有蒸汽促进物涂层，主要由二氧化硅，填料以及酸性磷酸化合物(特别是单 磷酸铝)组成。由于存在相对大量的填料，此已知的涂层混合物很粘稠并且不能轻易地由 喷射技术来施行。单磷酸铝是水溶性的，可以被干燥和固化成基本上不可溶解的无机涂层， 并且为US 5，060, 406中所使用的二氧化硅胶体混合物充当酸性稳定剂。此外，它具有低pH 值因而会刻蚀铝制基底，从而增加涂层和铝制基底之间的附着力。因此，如果能将主要基于 单磷酸铝的蒸汽促进物涂层施加到蒸汽室表面，那将会是期望的。但是，这种涂层过脆弱， 并因此只能以很小的厚度施加，通常小于一微米。这特别不理想，因为如此小的厚度会增加 发生莱顿弗罗斯特效应的风险。总结来说，此已知的蒸汽促进物涂层确实将莱顿弗罗斯特效应减少到理想的水 平，但是要么过于粘稠要么过于脆弱，尤其是在一个高度潮湿和相对高温的环境中。这种脆 弱性引起碎片从蒸汽室涂层上脱落，并且该碎片可以通过蒸汽端口离开熨斗。
本发明的一个目的是克服上述的问题。为此目的，本发明的一个目的是特别地提 供一种提供有对温暖和潮湿环境中的内部应力具有较小敏感度的蒸汽室涂层的蒸汽熨斗。 进一步的目的是提供一种对莱顿弗罗斯特效应敏感度较小的蒸汽室涂层。更进一步的目的 是提供一种将这种蒸汽促进物涂层施加至蒸汽熨斗的蒸汽室中的一种创造性方法。3这些及其他目的通过一种包括蒸汽室的蒸汽发生设备来实现，该蒸气室提供有包 含酸性磷酸化合物的亲水涂层，其中该涂层还包含硼，并且优选地，含金属元素的硼盐。在附图中图1为根据本发明的蒸汽熨斗的部分剖面及部分正视面的图示。

4选地，填料的量按重量计算在10%到40%之间，最优选地，按重量在15%到25%之间。涂 层的性能可以通过向涂层溶液中加入附加的金属氧化物而优化。本发明还涉及一种在蒸汽发生设备的蒸汽室内生成亲水涂层的方法。本方法包 括制备酸性磷酸化合物与含金属元素的硼盐的混合物；将混合物引入蒸汽室；以及在升 高的温度下固化此混合物，以形成亲水涂层。优选地，通过喷射将混合物引入蒸汽室。特别是，本方法其特征在于，使硼酸被溶解于其中加入有碱金属氢氧化物的水中。 合适的金属氢氧化物为氢氧化钠，氢氧化锂和氢氧化钾，氢氧化锂为最优选的碱性化合物。 这种溶液(或浆)随后被搅拌成一种酸性磷酸化合物溶液。由此产生的(半透明)溶液通 常具有增加的粘性，其随后被施加到铝制基底上并在升高的温度下被固化为亲水的蒸汽室 涂层。得到了一种基本上不溶解的多孔铝硼磷酸盐。所得的涂层促进蒸汽的形成，且不会 发生碎片剥落和/或其它不利的效应。根据本发明的涂层的一个附加优点在于，在一个宽广的厚度范围内都可以得到合 适的涂层。由于本发明中涂层成分理想的流变性，并且特别是它相对较低的粘度，可以容易 地施加相当薄的涂层。因此可以根据所使用的蒸汽促进物材料的特定种类来调整涂层的厚 度。厚的非多孔性涂层将防止莱顿弗罗斯特效应直至很高的温度。但是，如果此涂层过厚， 通过该涂层的热传导会过多限制蒸发率。特别是在较低温度和高剂量率时，水可能从蒸汽 发生设备中泄漏出去。如果涂层过薄，低温下蒸发率会更高。但是，蒸汽发生设备在这种情 况下将更易受莱顿弗罗斯特效应影响，且接触该表面的水可能会反弹，导致蒸汽发生设备 在高温时飞溅。对于多孔涂层，可以同时实现在低温(由于更好的扩散)和高温时的高蒸 发率。此外，层厚度还可能被涂层材料的机械属性所限制。如果涂层超过某个关键的厚度 就可能发生碎片脱落。一般来说，优选的涂层厚度在1微米和100微米之间变化，更加优选 地，在20微米和80微米之间，并且最优选的在30微米和60微米之间。为了改善涂层和铝制基底之间的粘附性，铝可以通过利用有机溶剂冲洗和/或通 过机械方式，比如通过喷沙，来清洁。铝表面的润湿也可以通过在涂层混合物中添加表面活 性剂而改善。混合物的固化在升高的温度下进行，特定的固化温度由涂层的成分决定。可以通 过在烤箱中加热，或者通过任何其它热源，比如红外线，超声波，等使未固化的涂层达到固 化温度。但固化的优选方法包括加热蒸汽室表面本身。以这种方式，涂层从其内表面向其 外表面固化，其对所产生的涂层的属性具有有益的效应。内表面为最接近铝制基底的表面， 外表面为离铝制基底最远的表面。过快干燥/固化涂层成分可能会造成固化涂层内的沸腾 痕迹。因此在施加涂层成分之前应优选地预热底板。现在将会借助于附图通过下面的例子来更详细地解释本发明，但不限于这些例子。图1中所示的蒸汽熨斗包括外壳1，该外壳在底部侧通过铝制底板2封闭，该铝制 底板2在底面3上提供有不锈钢薄层。底板的内部提供有竖直的肋条4，在肋条上提供有铝 板5，该铝板的设置方式使得在板5和底板2的内部之间形成蒸汽室6。蒸汽室6由弹性硅 橡胶7所密封。蒸汽熨斗还包括储水器8。来自储水器8中的水可以通过水泵机构9直接 喷射在需要熨烫的衣物上。水可以通过水泵机构10从储水器8被泵入蒸汽室6，从而增加 蒸汽输出。水穿过板5中的一个小孔到达蒸汽室6的底部。蒸汽室6的底部提供有亲水的
5蒸汽室涂层11。该亲水涂层11如以下例子中所述被制造和提供。在所有例子中，一种水状悬浮液由所指出的成分通过简单混合制成。由此得到的 悬浮液随后被施加于蒸汽室6的底部并随后被增厚。以这种方式，获得亲水的蒸汽室涂层 11 (图1)。至蒸汽室6的铝制底部的粘合被增强，这是因为酸H2PO42-离子与金属和氧化物 反应直到形成不再与水反应的稳定的、不溶性化合物。在单磷酸铝(MAP)中，Al与P的比 率为1 3。商用MAP可能在磷酸存在量方面有所不同，并且因此具有不同的Al与P的比 率。在例子中，来自Sigma的商用MAP-Aldrich被用作来自Alfa Aesar的技术等级。例I-硼量的影响在这组试验中，分析硼的量对MAP的固有不溶性和抗蒸发性的影响。不同量的硼 酸溶解于MAP中，如表1中所示。随着硼酸含量增加，需要增加额外的水量以使硼酸溶解在 MAP中。根据本发明的益处在硼量较低时就已被观察到。当纯MAP被施加到铝制底板上并 在220°C下被固化时，其表现出涂层的退化。相反，对于所有硼含量，均未观察到硼改性的 MAP的分解和溶解。制备的溶液和结果


本发明涉及一种包括提供有亲水涂层的蒸汽室的蒸汽发生设备。该亲水涂层包含一种酸性磷酸化合物以及硼，优选地，含有金属元素的硼盐。该涂层促进蒸发并抗碎片剥落。本发明还涉及一种在蒸汽发生设备的蒸汽室中产生该亲水涂层的方法，以及包括此蒸汽发生设备的熨斗。