ОБРАБОТОЧНАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ ОДЕЖДЫ Российский патент 2020 года по МПК D06F75/38 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области ухода за одеждой, в частности, к обработочной пластине для устройства обработки одежды.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Низкофрикционные покрытия для обработочной пластины для ухода за одеждой известны в данной области техники. Низкофрикционные покрытия позволяют контактирующим поверхностям тереться друг об друга с уменьшенным трением, что уменьшает, например, усилия по перемещению устройств обработки одежды, таких как разглаживающие устройства, такие как утюг или отпариватель. Дополнительно, задиростойкое покрытие может быть очень важным для электрических устройств, а также для неэлектрических бытовых приборов, таких как сковороды, печные поды и т.п., для которых полезно малое трение. Таким образом, постоянно растет применение покрытий с низким коэффициентом трения и хорошей задиростойкостью для улучшения трибологических свойств поверхностей устройств.

Примером обработочной пластины для устройства обработки одежды для обработки предметов одежды является подошва утюга. Обычно отдельный слой, называемый здесь слоем покрытия, наносят на поверхность подошвы, обращенную от корпуса утюга. Во время утюжильной обработки, этот слой покрытия прямо контактирует с предметами одежды (одеждой), подвергаемыми утюжильной обработке. Предпосылкой надлежащего функционирования утюга является то, что слой покрытия удовлетворяет большому числу требований. Например, слой покрытия должен, среди прочего, демонстрировать удовлетворительные низкофрикционные свойства в отношении предметов одежды, подлежащих утюжильной обработке, он должен быть коррозионностойким, задиростойким и долговечным, и демонстрировать оптимальную твердость и высокую стойкость к износу и к разрушению. Материал слоя покрытия должен удовлетворять сверхвысоким требованиям, поскольку слой покрытия подвергается воздействию значительных изменений температур в диапазоне между 10°С и 300°С, причем типичные рабочие температуры изменяются от 70°С до 230°С. Требуемое свойство скольжения получают посредством наличия обеспечивающего низкое трение покрытия на подошве, и это также уменьшает эффективную силу, прикладываемую к одежде.

Несколько материалов могут быть использованы в качестве материалов низкофрикционных покрытий подошвы для утюга, например, силикаты, наносимые посредством золь-гель технологий, эмаль, металл (например, никель, хром, нержавеющая сталь), которые могут быть нанесены, например, в виде листового материала или посредством термического распыления, покрытия из твердого анодированного алюминия и алмазоподобного углерода. Также в качестве покрытия подошвы может быть использован органический полимер, например, политетрафторэтилен (PTFE). Низкофрикционное PTFE-покрытие демонстрирует свойства хорошего скольжения и неприлипания, однако механические свойства, такие как задиростойкость и износостойкость PTFE-покрытия являются плохими.

Для получения пользы от пятностойких, задиростойких и износостойких и соответствующих низкофрикционных элементов устройств обработки одежды, например, на устройстве разглаживания одежды, таком как утюг или отпариватель, может быть уместным, чтобы покрытие сохраняло соответствующее свойство хорошего скольжения, а также хорошую пятностойкость, задиростойкость и износостойкость при экстремальных условиях эксплуатации, например, при циклических изменениях температуры от комнатной температуры до 250°С, при частом механическом износе и в средах с высоким содержанием пара или с высокой влажностью. В частности, покрытие по существу сохраняет соответствующее свойство хорошего скольжения при использовании на всех разных типах одежды, например, на одежде из хлопка, льна, полиэфира, шерсти, и шелка. Свойство скольжения подошв, снабженных покрытием, известным в данной области техники, может все же изменяться при утюжильной обработке разных типов материала. В частности, например, когда устройство обработки одежды, содержащее покрытия, известные в данной области техники, применяется на шелковой одежде, подошва может прилипнуть к шелковой одежде вследствие накопления подошвой статического заряда.

Однако во время утюжильной обработки с использованием известных решений для покрытий оказывается, что трение между покрытием и одеждой может изменяться, что приводит к неудовлетворительным результатам в отношении эффективности утюжильной обработки.

Документ WO 2009/105945 раскрывает электрический утюг, включающий в себя подошву и по меньшей мере один нагревательный элемент. Нагревательный элемент включает в себя многослойное проводящее покрытие с нано-толщиной, расположенное на подошве. Многослойное проводящее покрытие имеет структуру и состав, которые стабилизируют эффективность нагревательного элемента при высоких температурах.

Документ US 2014/0120284 раскрывает керамическое покрытие, предназначенное для применения на металлической подложке и имеющее форму по меньшей мере непрерывной пленки, имеющей толщину между 2 и 100 мкм, причем это покрытие содержит матрицу, включающую в себя по меньшей мере полиалкоксид металла.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одним аспектом настоящего изобретения является обеспечение альтернативной обработочной пластины для устройства обработки одежды, причем эта пластина, в частности, имеет контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде, и которая, в частности, дополнительно по меньшей мере частично устраняет один или несколько из описанных выше недостатков.

Настоящее изобретение определено независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения определяют предпочтительные варианты осуществления.

Для этой цели, настоящее изобретение обеспечивает обработочную пластину для устройства обработки одежды, причем обработочная пластина имеет контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде, причем контактная поверхность содержит покрытие, содержащее металлооксидное покрытие, причем металлооксидное покрытие содержит (а) первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, и (b) вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта. Упомянутое покрытие содержит многослойное покрытие, содержащее по меньшей мере один слой, выбираемый из группы, состоящей из металлического слоя, эмали, содержащего органический полимер слоя, содержащего органосиликат слоя, содержащего силикат слоя, и содержащее упомянутое металлооксидное покрытие в качестве внешнего слоя.

Во время утюжильной обработки, трение между покрытием и одеждой может изменяться, и накопление статического заряда во время утюжильной обработки может отрицательно повлиять на трение между покрытием и одеждой. Улучшение, обеспечиваемое настоящим изобретением, может быть объяснено уменьшением статического заряда при утюжильной обработке, в частности, статического заряда, который может быть накоплен во время скольжения обработочной пластины по одежде.

Покрытия, содержащие дополнительные ионы поздних переходных металлов, демонстрируют очень хорошее и даже более соответствующее свойство скольжения на всех видах одежды (материала), в частности, также на шелковой одежде.

Введение дополнительных (поздних переходных) металлов в слой скольжения уменьшает удельное сопротивление слоя скольжения. В частности, введенные дополнительные оксиды (поздних переходных) металлов с переменными окислительно-восстановительными потенциалами оказываются способными уменьшить поверхностное сопротивление (покрытия из) оксидов ранних переходных металлов до антистатического/ диссипативного диапазона. В частности, могут быть введены ионы (поздних переходных) металлов, которые имеют способность довольно легко и/или во множественных этапах изменять свою степень окисления, в частности, металлы, которые легко окисляются и/или восстанавливаются посредством высвобождения или поглощения электронов. Таким образом, может быть улучшен перенос заряда вдоль поверхности слоя, что приводит к меньшему удельному сопротивлению.

Слои скольжения с оксидами поздних переходных металлов для подошв (паровых) утюгов могут быть модифицированы вышеупомянутыми оксидами металлов (упомянутых вторых ионов металлов), в частности, для увеличения удельной электропроводности/ уменьшения сопротивления и предотвращения посредством этого накопления статического заряда на подошвах ((паровых) утюгов). В частности, посредством выбора типов и соотношения между первыми ионами металла и вторыми ионами металла, сопротивление металлооксидного покрытия может быть обеспечено таким образом, чтобы оно было меньшим или равным 1*10¹¹ Ом/квадрат, в частности, меньшим или равным 1*10¹⁰ Ом/квадрат. В вариантах осуществления, сопротивление металлооксидного покрытия может быть обеспечено таким образом, чтобы оно было меньшим или равным 1*10⁹ Ом/квадрат. В частности, сопротивление металлооксидного покрытия является большим, чем 1*10⁷ Ом/квадрат, например, большим или равным 1*10⁸ Ом/квадрат.

В частности, металлооксидное покрытие настоящего изобретения имеет поверхностное сопротивление слоя, меньшее или равное 1*10¹⁰ Ом/квадрат.

Традиционно, удельная электропроводность проводящих оксидов описывается в терминах дефектов/ недостатков решетки кристаллических материалов. В этом случае, в частности, могут быть применены материалы из решения, исходящего из органически модифицированных комплексных соединений металла, которые отверждаются при температуре 300°С с обеспечением материалов, которые по всей вероятности являются аморфными по структуре.

Уменьшение удельного сопротивления происходит не вследствие некоторого кристаллического эффекта, а вследствие окислительно-восстановительного свойства металлов, которые добавляются, поскольку оказывается, что существует явное соотношение между окислительно-восстановительными потенциалами добавляемых металлов и результирующим удельным сопротивлением.

В частности, здесь «первые ионы металла» или «вторые ионы металла» могут относиться к раннему переходному металлу, в частности, к одному или нескольким из скандия, титана, иттрия, циркония, и гафния. Здесь, ранние переходные металлы, в частности, относятся к элементам групп 3-5, в частности, 3-4, и периодов 4-7, в частности, периодов 4-6, периодической таблицы.

В частности, «второй ион металла» или «второй металл» может относиться к одному или нескольким поздним переходным металлам, в частности, к марганцу, кобальту, а также к церию. Здесь, поздние переходные металлы, в частности, относятся к элементам групп 7-9 и периодов 4-6, в частности, периодов 4-5 периодической таблицы. Здесь, церий - с целью формулирования - указан как поздний переходной металл. В частности, второй ион металла содержит (по меньшей мере) церий. Первый металл (ион) и/или второй металл (ион) может, таким образом, также (независимо) относиться к множеству других первых металлов (ионов) или к множеству других вторых металлов (ионов).

Здесь используется фраза «обработочная пластина, имеющая контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде», и подобные фразы.

Настоящее изобретение относится к самой обработочной пластине; а не только к обработочной пластине при использовании. Дополнительно указано, что «упомянутая контактная поверхность содержит (например, золь-гель) покрытие, которое содержит оксид металла, содержащий (а) первые ионы металлов, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, и (b) вторые ионы металлов, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, или смесь оксидов или их смешанный оксид. Следовательно, во время использования (золь-гель) слоя покрытия настоящего изобретения, этот слой покрытия может, таким образом, в результате скользить по обрабатываемой одежде. Не исключаются дополнительные покрытия, но они, в общем, не будут при использовании контактировать с обрабатываемой одеждой или скользить по ней. Например, подошва может включать в себя (металлическую) подложку и покрытие подложки, находящееся на упомянутой (металлической) подложке, причем на это покрытие подложки нанесено описываемое здесь покрытие. Следовательно, термин «контактная поверхность», в частности, относится к внешней поверхности слоя, в частности, содержащего описываемое здесь покрытие, наиболее удаленной от подложки, на которой обеспечено покрытие или покрытия (также см. ниже). В частности, обработочная пластина содержит подложку и покрытие согласно настоящему изобретению.

Дополнительно, обработочная пластина может содержать одно или несколько дополнительных покрытий или слоев (подложки). Следовательно, в частности, покрытие (настоящего изобретения), содержащее оксиды металлов, может при использовании скользить по обрабатываемой одежде. Также возможны промежуточные покрытия между подложкой и описываемым здесь оксидным покрытием по меньшей мере с двумя разными металлами.

Покрытие согласно настоящему изобретению может в вариантах осуществления, в частности, по существу состоять из смеси оксидов первого металла и второго металла или смешанного оксида первого металла и второго металла (и включать в себя, таким образом, смешанный оксид первого металла/второго металла, см. ниже).

В вариантах осуществления, покрытие может состоять по меньшей мере из 50 весовых процентов, в частности, по меньшей мере 75 весовых процентов, например, по меньшей мере 85 весовых процентов, более того, в частности, по меньшей мере 90 весовых процентов, например, по меньшей мере 95 весовых процентов Me1_xMe2_yO, где Me1 является одним или несколькими ионами металлов, выбираемыми из группы первых ионов металла (состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия), Me2 является одним или несколькими ионами металлов, выбираемыми из группы вторых ионов металла (состоящей из церия, марганца, и кобальта), и ʺxʺ и ʺyʺ являются количествами ионов металлов относительно (ионов) кислорода, причем x и y являются большими 0. Например, в TiMnO₄, x=1 и y=4. В частности, это не исключает наличия других металлов в смеси или композиции и/или наличия других оксидов. Здесь, формула, такая как ʺMe1_xMe2_yOʺ, может относиться к смешанному оксиду, а также к смесям оксидов. Здесь, x и y являются большими 0; x и y могут быть такими, чтобы в оксиде (оксидах) сохранялась электро-нейтральность. Термин «композиция» может относиться к смеси разных оксидов и/или к смешанному оксиду (т.е. оксиду, включающему в себя разные ионы металлов). Здесь может быть также использована формула, такая как ʺMe1_aMe2_bO_zʺ, относящаяся, в частности, к Me1_xMe2_yO, где a, b, и z являются большими 0 и, в частности, a, b, и z могут быть такими, чтобы в оксиде (оксидах) сохранялась электро-нейтральность, и, в частности, a=z*x и b=y*z.

В дополнительном варианте осуществления, покрытие, т.е. металлооксидное покрытие, содержит (смешанный) оксид металла с первыми ионами металлов и вторыми ионами металлов.

Еще в одном варианте осуществления, покрытие, т.е. металлооксидное покрытие, содержит смесь оксида металла с первыми ионами металла и оксида металла со вторыми ионами металла.

В дополнительном варианте осуществления, покрытие, т.е. металлооксидное покрытие, по существу состоит из (смешанного) оксида металла с первыми ионами металла и вторыми ионами металла.

Еще в одном варианте осуществления, покрытие, т.е. металлооксидное покрытие, по существу состоит из смеси оксида металла с первыми ионами металла и оксида металла со вторыми ионами металла.

Следует отметить, что термин «оксид металла» может также относиться к множеству (структурно) разных оксидов металлов.

Более того, в частности, первый металл (ионы) согласно настоящему изобретению выбирают из группы, состоящей из (ионов) титана, (ионов) иттрия, (ионов) циркония, и (ионов) гафния. В вариантах осуществления, первые ионы металла являются ионами титана и/или ионами циркония. В других вариантах осуществления, первые ионы металла являются (только) ионами титана. В вариантах осуществления, первые ионы металла содержат по меньшей мере ионы циркония. В частности, первые ионы металла являются ионами циркония.

Предпочтительно, первые ионы металла выбирают из группы, состоящий из титана и циркония.

В частности, удельное сопротивление покрытия может быть уменьшено в покрытиях, содержащих ионы циркония и/или титана (оксиды, образованные из них) в комбинации с ионами церия и/или марганца.

Предпочтительно, вторые ионы металла выбирают из группы, состоящей из церия и марганца.

Следовательно, в вариантах осуществления первые ионы металла выбирают из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана и циркония, и вторые ионы металла выбирают из группы, состоящей из церия и марганца.

Предпочтительно, вторые ионы металла содержат по меньшей мере ионы церия. В частности, вторые ионы металла являются ионами церия. Следовательно, в вариантах осуществления металлооксидное покрытие содержит оксид циркония-церия. В других вариантах осуществления, оксид металла (также) содержит оксид титана-церия (или оксиды, содержащие оксид титана/церия).

В частности, покрытие настоящего изобретения содержит ионы церия. Конкретные смешанные оксиды или композиции оксидов, из которых один или несколько могут содержаться в покрытии, являются одним или несколькими из Ti₃Ce₂O_z, Ti₈CeO_z, Zr₃Ce₂O_z, и Zr₈CeO_z. В частности, покрытие содержит по меньшей мере 85 весовых процентов одного или нескольких из этих оксидов металлов (относительно общего веса покрытия). Здесь, формулы, такие как «Ti₃Ce₂O_z, Ti₈CeO_z, Zr₃Ce₂O_z, и Zr₈CeO_z», могут относиться к смешанному оксиду, а также к композициям оксидов. Здесь, z является большим 0; z может быть таким, чтобы в оксиде (оксидах) сохранялась электро-нейтральность.

Предпочтительно, покрытие настоящего изобретения содержит ионы марганца.

Конкретные смешанные оксиды или композиции оксидов, из которых один или несколько могут содержаться в таком покрытии, являются одним или несколькими из Ti₃Mn₃Oz, Ti₈MnO_z, Zr₄Mn₃O_z, и Zr₈MnO_z. В частности, в таких вариантах осуществления упомянутое покрытие содержит по меньшей мере 85 весовых процентов одного или нескольких из этих материалов (относительно общего веса покрытия). Здесь, формулы, такие как «Ti₃Mn₃Oz, Ti₈MnO_z, Zr₄Mn₃O_z, и Zr₈MnO_z», могут относиться к смешанному оксиду, а также к композициям оксидов. Здесь, z является большим 0; z может быть таким, чтобы в оксиде (оксидах) сохранялась электро-нейтральность.

Оказывается, что покрытия настоящего изобретения имеют лучшие свойства, чем покрытия, не содержащие поздних переходных металлов, в частности, чем покрытия, не содержащие церия, марганца, и кобальта, более того, в частности, чем покрытия, не содержащие церия и/или марганца.

Предпочтительно, в вариантах осуществления металлооксидное покрытие имеет толщину слоя, выбираемую из диапазона 50 нанометров (нм) - 5 микрометров (мкм).

Преимущества металлооксидных покрытий, используемых в настоящем изобретении, состоят в том, что они демонстрируют низкий коэффициент трения, демонстрируют минимальное накопление статического заряда во время трения/утюжильной обработки, имеют, в частности, толщину, меньшую 1 мкм, и могут быть нанесены с использованием низкотемпературного процесса (в частности, при температурах ниже 400°С), такого как золь-гель процесс для получения золь-гель покрытия. Они могут быть дополнительно прозрачными при более предпочтительной толщине, меньшей 400 нм. В частности, металлооксидное покрытие имеет толщину от 50 нм до 1 мкм, в частности, от 50 нм до 400 нм. В частности предполагается, что результатом введения поздних переходных металлов является уменьшенный трибоэлектрический эффект, в частности, уменьшение удельного сопротивления покрытия. Дополнительно, ранние переходные металлы в покрытии, в частности, позволяют создавать своего рода слой смазывающих органических частиц/ загрязняющих веществ (продуктов износа) на покрытии, (также) способствующий уменьшенному накоплению статического заряда. В частности, наличие поздних переходных металлов (т.е. вторых ионов металла) и ранних переходных металлов (т.е. первых ионов металла) обеспечивает синергетический эффект.

Абсолютный эффект изменения молярного соотношения между первыми ионами металла и вторыми ионами металла может зависеть от ионов поздних переходных металлов и ионов ранних переходных металлов.

Предпочтительно, в вариантах осуществления металлооксидное покрытие содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, равное по меньшей мере 0,075, в частности, по меньшей мере 0,15.

Предпочтительно, в дополнительных вариантах осуществления, металлооксидное покрытие содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, максимально равное 2.

Предпочтительно, металлооксидное покрытие имеет поверхностное сопротивление слоя, меньшее или равное 1*10¹⁰ Ом/квадрат.

Настоящее изобретение дополнительно относится к обработочной пластине, которая является подошвой для устройства утюжильной обработки, к устройству утюжильной обработки, содержащему обработочную пластину в качестве подошвы, раскрытую выше, и к устройству обработки одежды, раскрытому выше.

Было обнаружено, что даже при низких температурах свойство скольжения покрытой обработочной пластины согласно настоящему изобретению является превосходным и обеспечивает, таким образом, возможность низкотемпературной утюжильной обработки.

Следовательно, в дополнительном аспекте, настоящее изобретение также обеспечивает устройство обработки одежды, содержащее обработочную пластину, описанную здесь, причем устройство обработки одежды, в частности, выбирают из группы устройств, состоящей из утюга, парового утюга и отпаривателя.

В дополнительном аспекте, настоящее изобретение относится к способу обеспечения обработочной пластины для обработки предметов одежды. Обработочная пластина имеет контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде. При этом способ содержит этап, на котором обеспечивают по меньшей мере на части контактной поверхности металлооксидное покрытие, причем металлооксидное покрытие содержит (а) первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана (Ti), циркония (Zr), гафния (Hf), скандия (Sc) и иттрия (Y); и (b) вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия (Ce), марганца (Mn), и кобальта (Co). Упомянутый способ содержит этап, на котором обеспечивают исходное вещество металлооксидного покрытия на упомянутой поверхности для обеспечения осажденного слоя, и этап, на котором отверждают осажденный слой для обеспечения упомянутого металлооксидного покрытия.

В вариантах осуществления, способ настоящего изобретения содержит этап, на котором осаждают на контактную поверхность слой гидролизуемого исходного вещества, в частности, алкоксидного исходного вещества или ацетатного исходного вещества, с первым металлом, выбираемым из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия, и иттрия, и со вторым металлом, выбираемым из группы, состоящей из церия, марганца и кобальта, в частности, содержащего по меньшей мере титан и/или цирконий и церий и/ марганец, и этап, на котором отверждают упомянутый слой для получения упомянутого металлооксидного покрытия.

Упомянутый способ содержит этап, на котором обеспечивают исходное вещество металлооксидного покрытия на упомянутой контактной поверхности для обеспечения осажденного слоя на упомянутой поверхности и этап, на котором отверждают осажденный слой для обеспечения упомянутого металлооксидного покрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь, только в качестве примера, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на сопутствующие схематичные чертежи, в которых соответствующие ссылочные позиции указывают на соответствующие части, и в которых:

Фиг. 1 схематично показывает вариант осуществления устройства обработки одежды согласно настоящему изобретению, содержащего обработочную пластину согласно настоящему изобретению; этот чертеж также предназначен для показа обработочной пластины как таковой;

Фиг. 2 схематично показывает вариант осуществления способа нанесения покрытия на обработочную пластину;

Фиг. 3 схематично показывает другой вариант осуществления устройства обработки одежды согласно настоящему изобретению; и

Фиг. 4 схематично показывает элементы измерительной системы для определения удельного сопротивления.

Упомянутые схематичные чертежи не обязательно приведены в масштабе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1 и 3 схематично показывают два варианта осуществления устройства 100 обработки одежды. Эти варианты осуществления содержат обработочную пластину 10 для устройства 100 обработки одежды. Эти фигуры также используются для отображения самой обработочной пластины 10. Обработочная пластина 10 имеет контактную поверхность 13, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде 200. Эта контактная поверхность 13 содержит покрытие 20, содержащее металлооксидное покрытие 21. Следовательно, в частности, при использовании, покрытие 20 скользит по обрабатываемой одежде 200. Ссылочная позиция 300 указывает на подложку, такую как металлическая пластина, с поверхностью 301, на которой может быть обеспечено покрытие. В вариантах осуществления, покрытие 20 является золь-гель покрытием 20. В частности, металлооксидные покрытия настоящего изобретения могут потребовать толщину, меньшую 10 мкм, например, меньшую или равную 5 мкм, например, меньшую или равную 1 мкм, например, меньшую или равную 400 нм, или даже меньшую или равную 100 нм для обеспечения требуемых свойств скольжения. В вариантах осуществления, толщина металлооксидного покрытия составляет по меньшей мере 10 нм, в частности, по меньшей мере 50 нм. В частности, толщину d покрытия 20 выбирают из диапазона 50 нм - 5 мкм. В частности, это металлооксидное покрытие 21 выполняют таким образом, чтобы оно имело превосходные свойства скольжения и в вариантах осуществления имело поверхностное сопротивление слоя, меньшее или равное 1*10¹⁰ Ом/квадрат. Металлооксидное покрытие 21 содержит первые ионы металла, выбираемые из группы (ранних переходных металлов), состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана, циркония, гафния, и иттрия, и вторые ионы металла, выбираемые из группы (поздних переходных металлов), состоящей из церия, марганца, и кобальта. Первые ионы металла могут быть, в частности, выбраны из титана и циркония и, в частности, вторые ионы металла могут быть выбраны из церия и марганца. В вариантах осуществления, первые ионы металла являются ионами циркония. В дополнительных вариантах осуществления, вторые ионы металла являются ионами церия. В частности, металлооксидное покрытие 21 содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, равное по меньшей мере 0,075, например, по меньшей мере 0,15, и, в частности, максимально равное 2.

Устройство 100 обработки одежды может содержать дополнительные системы обеспечения и управления, например, нагреватель 50, схематично показанный на фиг. 1. Специалистам в данной области техники будет понятно, что устройство 100 обработки одежды согласно настоящему изобретению может также содержать другие системы обеспечения и управления (не показаны на фигурах), такие как устройство обеспечения пара, устройства восприятия температуры, и устройство управления паром и/или температурой.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 1 и 3, покрытие 20 показывает только однослойное покрытие 20. Последние варианты осуществления обеспечены только в справочных целях. Однако покрытие 20 согласно заявленному изобретению содержитмногослойное покрытие, содержащее один или несколько слоев, в частности, выбираемых из группы, состоящей из металлического слоя, эмали, содержащего органический полимер слоя, содержащего органосиликат слоя, содержащего силикат слоя, и содержащее упомянутое металлооксидное покрытие 21 в качестве внешнего слоя. В частности, подложка 300 (ее поверхность 301) может содержать один или несколько (промежуточных) слоев, описанных выше, и покрытие 20 обеспечивают на упомянутых одном или нескольких (промежуточных) слоях. В частности, покрытие 20 располагают наиболее удаленно от поверхности 301 подложки 300, что позволяет ему скользить по одежде 200 при использовании обработочной пластины 10 (при обработке одежды 200).

В частности, металлооксидное покрытие 21 может быть золь-гель металлооксидным покрытием 21. Кроме того, в многослойных покрытиях 20 также один или несколько других слоев могут содержать золь-гель слой.

В вариантах осуществления, устройство 100 обработки одежды содержит утюг 1100, см. фиг. 3. В дополнительных вариантах осуществления, устройство 100 обработки одежды содержит паровой утюг. В других вариантах осуществления, устройство 100 обработки одежды содержит отпариватель. Однако настоящее изобретение не ограничено этими тремя вариантами осуществления.

Фиг. 2 схематично показывает вариант осуществления способа обеспечения обработочной пластины 10 для устройства 100 обработки одежды. Здесь, по меньшей мере на части поверхности 301 подложки 300 обеспечивают металлооксидное покрытие 21, в частности, выполненное из исходного вещества 1*, содержащего первые ионы металла, выбираемые из титана, циркония, гафния, скандия, и иттрия, и второго исходного вещества 2*, содержащего вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца и кобальта.

В варианте осуществления фиг. 2 описан золь-гель процесс: раствор исходных веществ, таких как металло-ацетатное исходное вещество или металло-алкоксидное исходное вещество, подготавливают (вверху) и смешивают (посередине): 1*, 2*. Смесь осаждают на поверхность 301 подложки 300 с обеспечением осажденного слоя 121. После сушки и/или отверждения, осажденный слой 121 может обеспечить упомянутое металлооксидное покрытие 21, в частности, имеющее толщину d.

Растворитель, используемый для подготовки раствора исходного вещества, может быть, в частности, низшим спиртом. Сушку и отверждение осажденного слоя металло-алкоксидного исходного вещества выполняют при температуре ниже 400°С. Этот слой может быть прямо осажден на поверхность 301 подложки 300 с обеспечением обработочной пластины 10. Таким образом, обработочная пластина имеет контактную поверхность 13, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде (не показана).

В частности, полученный таким образом слой содержится в покрытии в качестве внешнего слоя или слоя скольжения, который при использовании скользит по обрабатываемой одежде. в частности, первый металл (ионы) выбирают из группы, состоящей из (ионов) титана, иттрия, циркония, и гафния.

В частности, подложка (ее поверхность) может дополнительно содержать один или несколько (дополнительных) слоев или покрытий, причем металлооксидное покрытие обеспечивают поверх упомянутых одного или нескольких дополнительных слоев. В частности, обеспечиваемое металлооксидное покрытие является наиболее удаленным от подложки (что позволяет металлооксидному покрытию скользить по одежде, когда обработочная пластина используется во время обработки одежды).

Следовательно, полученный таким образом слой может содержать смешанный оксид, в конкретных вариантах осуществления содержащий оксид титана и оксид церия; другие оксиды и/или смешанные оксиды также могут быть, но не необязательно, включены в состав. В частности, полученный таким образом слой содержит (смешанные) оксиды металла, содержащие первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана, циркония, гафния, и иттрия, более того, в частности, титана и/или циркония, и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, по меньшей мере один оксид металла, выбираемый из группы, состоящей из оксида циркония-церия, оксида титана-церия, оксида циркония-марганца, и оксида титана-марганца. Дополнительно, в частности, упомянутый слой или металлическое (металлооксидное) покрытие содержит по меньшей мере 50 весовых процентов, более того, в частности, по меньшей мере 75 весовых процентов, даже более того, в частности, по меньшей мере 90 весовых процентов, относительно упомянутого слоя или покрытия, соответственно, указанного здесь (смешанного) оксида металла (оксидов металлов).

С использованием этого способа может быть обеспечена обработочная пластина для устройства обработки одежды, причем обработочная пластина имеет контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде, и причем упомянутая контактная поверхность содержит покрытие, причем это покрытие содержит первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана, циркония, гафния, и иттрия; и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, причем это покрытие, в частности, содержит смешанный оксид, содержащий один или несколько из оксида циркония-церия, оксида титана-церия, оксида циркония-марганца, и оксида титана-марганца. Во время использования, упомянутое покрытие, такое как покрытие, описанное здесь, будет скользить по обрабатываемой одежде. Таким образом, упомянутое покрытие может быть здесь также указано как «покрытие для обработки одежды» или «слой скольжения».

Такой способ может содержать этап осаждения смеси исходных веществ посредством сухого химического процесса, в частности, процесса осаждения паров.

В дополнительных вариантах осуществления, способ настоящего изобретения содержит этап подготовки раствора гидролизуемого исходного вещества, в частности, алкоксидного исходного вещества или ацетатного исходного вещества, с первым металлом, выбираемым из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, и вторым металлом, выбираемым из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, содержащего по меньшей мере титан и/или цирконий и церий и/или марганец, этап осаждения слоя упомянутого раствора исходного вещества на упомянутую подложку (ее поверхность), после чего следует этап сушки, при необходимости, и этап отверждения для получения упомянутого слоя. Могут быть применены разные исходные вещества для разных металлов.

В таком способе, осаждение может быть выполнено посредством мокрого химического процесса, в частности, процесса в растворе, более конкретно, золь-гель процесса. Металло-алкоксидные или ацетатные исходные вещества, в частности, используемые в настоящем изобретении, являются их (изо-)пропаноатной или ацетилацетонатной производными (т.е. (изо-)пропаноатной или ацетилацетонатной производными алкоксида или ацетата). Дикетоны, такие как, например, ацетилацетон или этил-ацетоацетат, могут быть использованы, чтобы сделать исходные вещества менее чувствительными к воде. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этими исходными веществами; также могут быть использованы другие алканоаты, а также могут быть использованы другие соли металлов, такие как, например, ацетаты, обеспечивающие то, что они могут быть легко преобразованы в оксидную форму в настоящем процессе. Алкоксиды могут быть, например, модифицированы алкокси- и аминоспиртами, β-дикетонами, β-кетоэфирами, карбоновыми кислотами для обеспечения алкоксида металла или производных алкоксида металла. Примерами пригодных алкоксидов и ацетатов являются изопропоксид, (изо)пропаноат, ацетат, ацетилацетонат, этилацетоацетат, t-бутилацетоацетат, и т.д.

Растворитель, используемый для подготовки раствора исходного вещества, может быть, в частности, низшим спиртом (его водным раствором), в частности, этанолом, изопропиловым спиртом, 2-бутанолом или 2-бутоксиэтанолом. В других вариантах осуществления, растворитель для подготовки раствора исходного вещества является, в частности, водой. Сушку и отверждение осажденного слоя металло-алкоксидного исходного вещества, в частности, выполняют при температуре ниже 400°С. Этот слой может быть прямо осажден на подложку (ее поверхность), в частности, на обработочную пластину.

В вариантах осуществления, упомянутая контактная поверхность подложки состоит из металла, эмали, органического полимера, органосиликата, или композиции силикатов. В вариантах осуществления, настоящего изобретения, упомянутая поверхность была предварительно покрыта по меньшей мере одним слоем, в частности, состоящим из композиции металлов, эмали, органического полимерного, органосиликатного или силикатного покрытия, более конкретно, металлооксидного слоя, изготовленного, например, посредством золь-гель технологии. Предварительно нанесенный слой, т.е. промежуточный слой, может, в частности, обеспечить механическую прочность и имеет, в общем, толщину по меньшей мере 1 мкм, например, толщину в диапазоне 1-100 мкм. Металлооксидное покрытие настоящего изобретения, в частности, обеспечивает функцию низкого трения и имеет толщину, в частности, не большую, чем 1 мкм, например, 50-400 нм. Как указано выше, промежуточный слой может быть, в частности, обеспечен посредством золь-гель процесса. В случае утюга, металлооксидный слой (внешнее покрытие) может быть, таким образом, осажден поверх покрытия подошвы, которое может быть, в частности, покрытием на основе силиката, нанесенным посредством золь-гель процесса или посредством другого процесса, такого как PVD, CVD и термическое распыление, что дополнительно улучшает свойство скольжения золь-гель силикатного покрытия. Эти процессы хорошо известны специалистам в данной области техники. Золь-гель покрытие с внешним металлооксидным слоем демонстрирует тогда превосходное и соответствующее свойство скольжения и в то же время сохраняет хорошую износостойкость, задиростойкость, и стойкость к деформации.

В частности, золь-гель процесс для образования оксидного слоя может быть выбран вследствие его низкой стоимости и легкости для промышленного производства. Как указано выше, преимущество золь-гель слоя состоит в легкости его обеспечения для промышленного производства, например, посредством простого процесса распыления вместо вакуумного процесса. Дополнительно предпочтительно то, что для настоящего покрытия, такого как, например, покрытие, получаемое методом нанесения распылением металлооксидного слоя, например, в частности, слоя, содержащего церий, конечный слой может не нуждаться в последующем полировании, которое необходимо в случае, например, распыляемых в плазме слоев. Дополнительно, покрытие (или слой скольжения) настоящего изобретения, в частности, является прозрачным, а не светонепроницаемым, как покрытия на основе частиц предшествующего уровня техники. Таким образом, не имеет значения, как воспринимается цвет покрытия. Например, при нанесении окрашенного базового слоя или при наличии отпечатка, они все же могут быть видимыми через покрытие. Таким образом, сохраняется большая свобода проектирования, чем в некоторых решениях предшествующего уровня техники, где цвет является, например, цветом, присущим распыленному в плазме слою.

Здесь, термин «золь-гель процесс (нанесения покрытия)» и подобные термины относятся к описываемому здесь золь-гель процессу.

Промежуточный слой, расположенный между металлической опорой (в частности, подложкой) утюга и внешним слоем, может содержать, например, смесь наполнителей с чистыми оксидами металлов и золя, такого как силикатный золь и силаны, например, органически модернизированные силаны, обеспечивающие хорошее сцепление с металлической подложкой, а также хорошие механические свойства, и на нем располагают (внешний) металлооксидный слой, например, содержащий в вариантах осуществления по меньшей мере оксид (а) титана и/или циркония, и (b) церия и/или марганца или их комбинации, причем упомянутый оксид является одним или несколькими из смешанного оксида и смеси оксидов.

Покрытие может быть, таким образом, нанесено посредством процесса осаждения раствора, такого как процесс нанесения покрытия методом центрифугирования, процесс нанесения покрытия методом окунания, или процесс нанесения покрытия методом распыления, или посредством процесса осаждения паров, такого как PVD или CVD, или посредством процесса термического распыления. В частности, покрытие настоящего изобретения наносят посредством процесса осаждения раствора, такого как процесс нанесения покрытия методом центрифугирования, процесс нанесения покрытия методом окунания, или процесс нанесения покрытия методом распыления. Более конкретно, упомянутый процесс осаждения содержит золь-гель процесс.

Следовательно, настоящее изобретение также обеспечивает способ обеспечения обработочной пластины, содержащей золь-гель покрытие для устройства обработки одежды, причем обработочная пластина содержит подложку, содержащую поверхность (подложки), и, необязательно, расположенный на ней промежуточный слой, причем способ содержит этап обеспечения упомянутого золь-гель покрытия на поверхности подложки (необязательно, содержащей необязательный промежуточный слой), причем этот способ содержит золь-гель процесс нанесения покрытия, и причем золь-гель покрытие на подложке (необязательно, содержащей промежуточный слой) содержит (смешанный) оксид металла, содержащий первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана и циркония; и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, церия и марганца, более того, в частности, вторые ионы металла являются ионами церия. В вариантах осуществления, вторые ионы металла содержат ионы марганца, в частности, вторые ионы металла являются ионами марганца.

Настоящее изобретение также относится к способу улучшения свойства скольжения обработочной пластины для устройства обработки одежды, в частности, подошвы для устройства утюжильной обработки, посредством нанесения на поверхность упомянутой подложки покрытия, которое содержит оксид металла, содержащий первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана и циркония; и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, церия и марганца, более того, в частности, вторые ионы металла являются ионами церия.

Дополнительно, конкретные варианты осуществления, описанные выше в отношении обработочной пластины, содержащей покрытие, в частности, для устройства обработки одежды, могут быть также применены к описываемому здесь способу и вариантам осуществления способа или объединены с ними.

Главный элемент настоящего изобретения является, таким образом, тонким слоем металлооксидной пленки, который может быть нанесен поверх подложки посредством золь-гель процесса, или посредством PVD, CVD или процесса термического распыления, в частности, посредством золь-гель процесса, для улучшения показателя скольжения покрытия на одежде. Следовательно, главный элемент настоящего изобретения является, таким образом, тонким слоем металлооксидной пленки, который может быть нанесен поверх подложки, необязательно, уже включающей в себя предварительное покрытие (или, фактически, промежуточный слой), посредством золь-гель процесса, или посредством PVD, CVD или процесса термического распыления, в частности, посредством золь-гель процесса, для улучшения показателя скольжения покрытия на одежде. Это новое низкофрикционное, антистатическое, задиростойкое, износостойкое и легкоочищающееся покрытие с металлооксидным слоем обеспечивает многие преимущества перед общепринятыми покрытиями вследствие его превосходного и соответствующего свойства скольжения, в частности, на одежде всех типов, а также свойств пятностойкости, задиростойкости и износостойкости.

В частности, обработочная пластина снабжена пакетом слоев, с базовым слоем и слоем скольжения или покрытием, описанным здесь. Базовый слой направлен к обработочной пластине и может даже находиться в контакте с обработочной пластиной. В частности, слой скольжения или покрытие при использовании скользит по обрабатываемой одежде. Между базовым слоем и слоем скольжения или покрытием могут быть, но не обязательно, дополнительные слои. Необязательно, отпечаток может находиться между базовым слоем и слоем покрытия или слоем скольжения. В частности, большинство слоев пакета являются золь-гель покрытиями. Например, отпечаток может быть силиконовым материалом. Следовательно, в одном варианте осуществления, все слои, за исключением необязательного отпечатка, могут быть золь-гель слоями.

Фиг. 4 схематично показывает измерительный элемент 400 измерительной системы, которая используется для определения удельного сопротивления (поверхностного сопротивления слоя) металлооксидного покрытия 21. «Удельное сопротивление» («поверхностное сопротивление слоя») также описывается здесь как «сопротивление» и «поверхностное сопротивление слоя». Поверхностное сопротивление слоя является свойством материала и применимо к двумерным системам, в которых тонкие пленки и покрытия считаются двумерными объектами. В регулярных трехмерных системах, объемное сопротивление (измеряемое в Омах) обычно определяют как отношение напряжения (в вольтах) на трехмерном теле к току (в амперах) через это тело (R_vol=U/I). Поверхностное сопротивление R или R_s слоя металлооксидного покрытия 21 определяют посредством измерения напряжения U и тока I между двумя электродами EL на области, имеющей ширину D и длину L. Поверхностное сопротивление слоя определяется выражением R=(U/I)/(L/D). Поскольку как объемное сопротивление R_vol, так и поверхностное сопротивление слоя (или удельное сопротивление) имеют физическую единицу измерения Ом, поверхностное сопротивление слоя обычно выражают в Ом/квадрат. Другими обычными способами выражения поверхностного сопротивления слоя являются, например, Ом□, Ом/□, и Ом/кв.

Накопление статического заряда является известным явлением, которое возникает, когда два разнородных материала трутся друг об друга. Чувствительность материалов в этому эффекту визуализируется так называемым трибоэлектрическим рядом, типичная таблица которого показана ниже:

Иллюстративные материалы в трибоэлектрическом ряду + Стекло Положительный Слюда Человеческие волосы Шерсть Мех Свинец Шелк Алюминий Бумага Хлопок Сталь Дерево Янтарь Сургуч Никель, медь Латунь, серебро Золото, платина Сера Ацетатное волокно Полиэфир Целлулоид отрицательный Кремний - Тефлон

Статический заряд, накапливающийся во время утюжильной обработки, может, таким образом, значительно отличаться в одежде разных типов. Накопление дополнительно, в частности, может зависеть от удельной электропроводности (поверхности) обработочной пластины. Накопление может быть высоким для изолирующих материалов, в то время как накопление может быть низким для антистатических, диссипативных или проводящих материалов, в которых заряд может уменьшаться при утюжильной обработке.

Типичные слои TiO₂, ZrO₂, HfO₂, Sc₂O₃, и Y₂O₃, содержащие только упомянутые первые ионы металла, в частности, демонстрируют высокое удельное сопротивление (поверхностное сопротивление слоя), равное 10¹¹ Ом/квадрат или более (см. дополнительно ниже), что делает их чувствительными к трибоэлектрическому эффекту во время утюжильной обработки.

Наполнение слоев проводящими частицами могло бы обеспечить возможность уменьшения удельного сопротивления, но это имеет недостаток, состоящий в том, что в слои должны быть введены крайне малые частицы, которые могут иметь размер менее 100 нм. Диспергируемость, однородность и доступность (стоимость) этих крайне малых частиц являются отнюдь не тривиальными. Кроме того, удельная электропроводность в этом случае, в частности, обеспечивается перколяцией, требующей, чтобы частицы физически находились в непосредственной близости. Таким образом, необходима высокая степень наполнения, со всеми проблемами, связанными с этим, в отношении подготовки и распыления лака. Следовательно, это не кажется хорошим решением.

Альтернативно, известны электрически проводящие оксиды металла, которые, в частности, когда они являются прозрачными, широко используются в дисплеях. Допированный индием оксид олова (Indium doped Tin oxide - ITO) и допированный сурьмой оксид олова (Antimony doped Tin oxide - ATO) являются хорошо известными примерами этих оксидов. Эти оксиды обычно наносят посредством осаждения паров. Однако кроме соображений в отношении стоимости материалов, эта технология осаждения является малопригодной для подошвы. Дополнительно, их сродство к органическому материалу может не быть настолько высоким, как у оксидов ранних переходных металлов, описанных выше. Следовательно, это также не кажется хорошим решением.

Здесь используется термин «удельное сопротивление». В частности, этот термин относится к «поверхностному удельному сопротивлению слоя» или «поверхностному сопротивлению слоя» R (или Rs) и может быть определен в единицах Ом/квадрат («Ом/кв» или «Ом/□»),) (см. также ниже). Удельная электропроводность (поверхности) материала определяет, следует ли его считать изолирующим, антистатическим, диссипативным или электрически проводящим. Используемым обычно отличием, основанным на удельном сопротивлении, является следующее: изолирующий материал: R > 10¹² Ом/квадрат; антистатический материал: R находится в диапазоне 10^12-10⁹ Ом/квадрат; диссипативный материал: R находится в диапазоне 10^9-10⁶ Ом/квадрат; (полу)проводящий материал: R < 10⁶ Ом/квадрат.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Окислительно-восстановительные потенциалы иллюстрируют склонность иона или сухого вещества к восстановлению/ окислению.

Например, ион Na⁺ имеет потенциал, равный -2,71В, показывающий, что его восстановление является очень трудным, или, другими словами, он имеет очень слабую склонность к захвату электронов из окружающей среды. Подобным образом, Zr^IV/Zr⁰ имеет потенциал, равный -1,45В, который также является очень высоким и показывает неспособность ZrO₂ (с ионами Zr^IV) захватывать электроны из окружающей среды.

Для Ti пара Ti^III/Ti^II определяется в литературе потенциалом -0,37В, но оксиды, устойчивые в окружающей среде, основаны на Ti^IV с потенциалом, по-видимому близким к потенциалу Zr^IV. Подобным образом, пара Y^III/Y с потенциалом -2,38В также не указывает ни на какую склонность к поглощению какого-либо заряда. Проверка удельного сопротивления слоев оксида циркония, модифицированного Y, подтверждает это измеренными значениями удельного сопротивления, равными 10¹¹ Ом/квадрат. То же самое имеет место для La с его потенциалом -2,38В.

Более интересными с точки зрения окислительно-восстановительных потенциалов являются переходные металлы, которые могут демонстрировать несколько степеней окисления и/или могут иметь больший положительный окислительно-восстановительный потенциал. Для проверки был проведен отбор, содержащий:

- церий с окислительно-восстановительной парой Ce^IV/Ce^III с потенциалом +1,72В.

- марганец с окислительно-восстановительной парой Mn^III/Mn^II с потенциалом +1,56В.

- ванадий с окислительно-восстановительной парой V^III/V^II с потенциалом - 0,25В, но с потенциалами, доходящими вплоть до +0,34 для пары V^IV/V^III и до +1.0В для пары V^V/V^IV, и то, и другое в более кислых условиях.

- ниобий с окислительно-восстановительной парой Nb^V /Nb^IV с потенциалом -0,25В (в кислых условиях).

- кобальт с окислительно-восстановительной парой Co^III /Co^II с потенциалом +1,81В и с окислительно-восстановительной парой Co^II /Co⁰ с потенциалом -0,28В.

- железо с окислительно-восстановительной парой Fe^III /Fe^II с потенциалом +0,77В.

- хром с окислительно-восстановительной парой Cr^III/Cr^II с потенциалом -0,42В.

Не все степени окисления металлов, упомянутых выше, имеют равную стабильность. Химическая среда (например, pH) играет в этом важную роль. Но можно ожидать, что упомянутые металлы должны в принципе легче реагировать на изменение заряда, чем металлы, которые имеют только 1 окислительно-восстановительный потенциал с очень высоким (отрицательным) значением.

Удельное сопротивление/ поверхностное сопротивление слоя

Металлооксидные слои были изготовлены как независимые слои, а также были объединены с Ti и Zr и нанесены распылением на стеклянную пластинку, после чего следовало отверждение при температуре 300°С и измерение удельного сопротивления, также называемого здесь поверхностным сопротивлением слоя. Результаты показаны в таблице, приведенной ниже. В этой таблице измеренное удельное сопротивление слоя на стекле приведено в столбце «удельное сопротивление». В последнем столбце приведен окислительно-восстановительный потенциал пары, описанный в литературе для единственного металла (иона) в нейтральных условиях.

Удельное сопротивление
(Ом/квадрат) Окислительно-восстановительный потенциал (В) ZrO₂ > 1*10¹² -1,45В TiO₂ 3*10¹¹ -0,37В La₂O₃ 5*10¹¹ -2,52В La₂Ti₃O_x 1*10¹² Nb_xO_y 5*10¹¹ -0,25В (кислые условия) Ti₃Nb₂Ox 3*10¹¹ Ce_xO_y 2*10⁹ + 1,72В Ti₃Ce₂ O_x 2*10⁸ Ti₈Ce O_x 2*10⁸ Zr₃Ce₂O_x 5*10⁸ Zr₈CeO_x 4*10⁸ Cr₂O₃ 4,0*10⁹ -0,42В Ti₈CrO_x 1,0*10⁹ V_xO_y 3*10⁸ -0,25В Ti₄V₃O_x 5*10⁹ Ti₈VO_x 3*10⁹ Zr₄V₃O_x 5,0*10¹⁰ Fe₂O₃ 4,0*10⁹ +0,77В Ti₈FeO_x 5,0*10⁹ Mn_xO_y 2,5*10⁸ +1,56В Ti₄Mn₃O_x 1,5*10⁸ Ti₈MnO_x 1,0*10⁸ Zr₄Mn₃O_x 4,0*10⁸ Zr₈MnO_x 6,0*10⁸ CoO_x (на основе Co(AcAc^*)₂ 1,3*10⁸ -0,28В Ti₈VO_x 8*10⁹ CoO_x (на основе Co(AcAc^*)₃ 1*10¹⁰ +1,81В Ti₈VO_x 1*10¹⁰

*: AcAc является сокращением ацетилацетона (см. ниже)

Заключение и обсуждение

Оксид Zr и оксид Ti имеют высокое удельное сопротивление.

Оксид La со своим очень высоким окислительно-восстановительным потенциалом также демонстрирует очень высокое удельное сопротивление.

Nb хотя и имеет различные возможные степени окисления, не может значительно уменьшить удельное сопротивление. Его окислительно-восстановительный потенциал составляет -0,25В, но в кислых условиях, чего нет в изготавливаемом оксидном слое. Таким образом, его высокое удельное сопротивление поэтому не вызывает удивления.

Ce только с одной промежуточной степенью окисления (Ce^III), но с высоким положительным окислительно-восстановительным потенциалом, позволяет значительно снизить удельное сопротивление. Этот эффект сохраняется в комбинации с оксидом Ti и Zr.

V имеет больше возможных степеней окисления, но имеет довольно низкий окислительно-восстановительный потенциал. Он демонстрирует в чистом виде низкое удельное сопротивление, но быстро теряет свой эффект при смешивании с Ti или Zr.

Железо имеет довольно высокий окислительно-восстановительный потенциал, но не доходящий до уровня Ce, и не может обеспечить эффект, соответствующий эффекту уменьшения Ce в отношении удельного сопротивления.

Марганец демонстрирует различные степени окисления, и его высокое значение потенциала является очень эффективным для уменьшения удельного сопротивления в комбинации с оксидом титана и циркония.

Слои на основе чистого Co^II(AcAc)₂ демонстрируют низкое удельное сопротивление. При смешивании с Ti или Zr он отчасти теряет свой эффект. Co^III демонстрирует высокое удельное сопротивление. Существует теория о том, что комплекс Co^III (AcAc)₃, разложенный до других, меньших степеней окисления после нагревания слоя, увеличивает удельное сопротивление до более высоких уровней, чем следовало бы ожидать, исходя из исходного высокого окислительно-восстановительного потенциала. Хотя удельное сопротивление может быть настроено так, как может быть получено из таблицы, общее скольжение не должно страдать.

Переходя от ранних к поздним переходным металлам, общее скольжение становится меньшим. В то время как V в виде чистого оксида все еще демонстрирует хорошее скольжение, например, оксиды марганца и кобальта демонстрируют очень плохое скольжение на хлопке. Комбинация Zr или Ti с Mn обеспечивает очень хорошее скольжение. В случае кобальта, его отрицательное влияние на скольжение становится таким заметным, что комбинация с Ti или Zr не может улучшить скольжение (при сравнении с одними и теми же соотношениями металлов).

В типичном сравнительном эксперименте, где Ti и Zr смешивали с V или Mn или Co в соотношении 4/3, Ti/V, Zr/V и Ti/Mn, Zr/Mn показали хорошие результаты в скольжении, а комбинации Ti/Co и Zr/Co продемонстрировали относительно большее торможение.

Таким образом, из таблицы ясно, что наименьшее удельное сопротивление получается с Ce и Mn, которые оба также имеют наивысший окислительно-восстановительный потенциал. Это поддерживает идею о том, что добавление ионов металла со (стабильными) высокими окислительно-восстановительными потенциалами может обеспечить уменьшение удельного сопротивления слоев скольжения на основе оксидов ранних переходных металлов.

Для проверки эффективности обоих металлов было проведено другое испытание с уменьшением количества Ce/Mn в слоях оксидов титана и циркония.

Соотношение металлов Удельное сопротивление Соотношение металлов Удельное сопротивление (Ом/квадрат) (Ом/квадрат) Ti/Ce (3/2) 2*10⁸ Ti/Mn (4/3) 2,0*10⁸ Ti/Ce (6/1) 2*10⁸ Ti/Mn (4/2) 1,5*10⁸ Ti/Ce (12/1) 2*10⁸ Ti/Mn (4/1) 1,0*10⁸ Ti/Ce (16/1) 2*10⁸ Ti/Mn (8/1) 1,0*10⁸ Ti/Ce (32/1) 2*10⁸ Ti/Mn (16/1) 7,0*10⁸ Ti/Ce (64/1) 1*10⁸ Ti/Mn (32/1) 3,0*10⁸ Ti/Ce (128/1) 1*10⁹ Ti/Mn (64/1) 2,0*10⁸ Ti/Mn (128/1) 3,0*10⁹ Zr/Ce (3/2) 5*10⁸ Zr/Mn (4/3) 8,0*10⁸ Zr/Ce (6/1) 4*10⁸ Zr/Mn (4/2) 1,7*10⁸ Zr/Ce (12/1) 4*10⁸ Zr/Mn (4/1) 3,0*10⁸ Zr/Ce (16/1) 1*10⁹ Zr/Mn (8/1) 6,0*10⁸ Zr/Ce (32/1) 3*10⁹ Zr/Mn (16/1) 1,0*10⁹ Zr/Ce (64/1) 1*10⁹ Zr/Mn (32/1) 2,0*10⁹ Zr/Ce (128/1) 5*10¹⁰ Zr/Mn (64/1) 4,0*10⁹ Zr/Mn (128/1) 2,0*10¹¹

Довольно низкие количества Ce и Mn необходимы для уменьшения удельного сопротивления слоев оксида Ti и Zr до антистатического/ диссипативного диапазона.

В общем, комбинация с титаном демонстрирует более низкое удельное сопротивление, чем комбинация с Zr, что следует из того факта, что титан сам по себе уже имеет более низкое удельное сопротивление по сравнению с Zr.

Подробности экспериментов

i-пропоксид титана и пропоксид циркония (70% в пропаноле) вступали в реакцию с 2 эквивалентами ацетилацетона (AcAc) с образованием, соответственно, TiAcAc₂ и ZrAcAc₂. Результирующие растворы использовали без дополнительной очистки. Моно-комплексы AcAc изготавливали посредством реакций алкоксидов с 1 экв. AcAc.

1 гран TiAcAc растворили в 25 гранах BuOH. После распыления и отверждения при 300°С измеренное удельное сопротивление было равно 3*10¹¹ Ом/квадрат.

1 гран ZrAcAc развели в 25 гранах BuOH. После нанесения измеренное удельное сопротивление было равно ~ 10¹² Ом/квадрат.

Комбинации с другими металлами:

La₂Ti₃O₅: 0,5 гран LaAc₃ вступали в реакцию с 0,32 грана AcAc (2 экв.) и 0,22 гранами NH₃(25%)(2 экв.) в 25 мл DMF. После получения чистого раствора добавили 0,91 грана TiAcAc₂. Смесь распылили на стеклянную пластинку и отвердили при 300°С. Было показано, что сопротивление составляет ~ 10¹² Ом/квадрат. Скольжение было хорошим. Натуральный раствор LaAcAc₂ продемонстрировал подобное удельное сопротивление после распыления и отверждения.

Ti₄(VO₄)₃: 0,5 гран VO(OPr)3 смешали с 0,27EAA (1 экв.), после чего следовало смешивание с 1,06 грана TiAcAc и разведение в 25 гранах BuOH. Отверждение при 300°С после распыления на стеклянную пластинку продемонстрировало удельное сопротивление, равное 2*10¹⁰ Ом/квадрат. Скольжение было хорошим.

Ti₄CO₃O_x: 0,5 грана TiAcAc смешали с 0,25 грана Co(AcAc)₂ (Aldrich) в 25 гранах бутилового эфира этиленгликоля. После распыления и отверждения измеренное удельное сопротивление было равно 3*10⁹ Ом/квадрат. Однако скольжение было довольно плохим. Натуральный CoAcAc₂ продемонстрировал удельное сопротивление, равное 1,3*10⁸ Ом/квадрат.

Ti_xMn_yO_z: Разные соотношения Ti или Zr и Mn были реализованы посредством растворения TiAcAc₂ или ZrAcAc₂ в воде/ спирте, после чего следовало добавление MnAc₂ (ацетата марганца). Например: 1,32 грана TiAcAc₂ добавили к смеси 18 гран воды и 6 гран этанола и добавили 0,33 грана MnAc₂, что обеспечило соотношение Ti/Mn, равное 2/1. После распыления и отверждения измеренное удельное сопротивление было равно 1,5*10⁸ Ом/квадрат.

Zr_xCe_yO_z: Разные соотношения Ti или Zr и Ce были реализованы посредством растворения TiAcAc₂ или ZrAcAc₂ в воде/ спирте, после чего следовало добавление CeAc₃ (ацетата церия). Например, 1,58 грана ZrAcAc₂ смешали с 0,125грана CeAc₃ в 18 гранах воды и 6 гранах этанола. Слой после распыления и отверждения продемонстрировал удельное сопротивление, равное 4*10⁸ Ом/квадрат (Zr/Ce=6/1).

Ti₄Fe₃O_x: 1,32 грана TiAcAc₂ смешали с 0,72 грана Fe(AcAc)₃ в 24 гранах бутилового эфира этиленгликоля. После нанесения удельное сопротивление составило 5*10⁸ Ом/квадрат, в то время как FeAcAc₃ по существу обеспечивал удельное сопротивление, равное 4*10⁹ Ом/квадрат, после распыления и отверждения. Скольжение было плохим.

Ti_xNb_yO_z: 0,5 грана TiAcAc₂ смешали с 0,21 грана гидрата оксалата-ниобата аммония в смеси 21 гран воды и 3 гран этанола (Ti/Nb= 3/2). После распыления и отверждения измеренное удельное сопротивление было равно 3*10¹¹ Ом/квадрат.

Ti_xCr_yO_z: 1,32 грана TiAcAc₂ растворили в 24 гранах бутилового эфира этиленгликоля вместе с 0,12 грана CrAcAc₃ (Ti/Cr=8/1). Удельное сопротивление слоя составило 1*10⁹ Ом/квадрат.

Сам CrAcAc₃ обеспечивал удельное сопротивление, равное 4*10⁹ Ом/квадрат, после нанесения в виде слоя.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление измеряли измерителем сопротивления Trek модели 152-1. Сопротивление обычно определяют по формуле R=U/I. Удельное сопротивление определяют по формуле R=(U/l)/(I/d), где l является длиной между контактирующими электродами, и D является шириной между контактирующими электродами, см. фиг. 4. Удельное сопротивление или поверхностное сопротивление слоя является свойством материала. Поскольку как (объемное) сопротивление, так и удельное сопротивление имеют физическую единицу измерения Ом, удельное сопротивление обычно выражают в Ом/квадрат.

Свойство скольжения

Дополнительно, оценивали свойство скольжения некоторого количества материалов покрытий (имеющих первые ионы металла одного типа и не имеющих никаких вторых ионов металла или имеющих вторые ионы металла одного типа и кислород). Это осуществили на основе экспериментальных работ с использованием испытательных утюгов, имеющих указанные ниже покрытия, причем, например, комбинация Ti-O и Ce-O означает покрытие, содержащее оксид TiCeO (смешанный оксид или смесь оксидов), и Co-O указывает на покрытие, содержащее только оксид кобальта.

Испытания проводились при утюжильной обработке шелка, и свойство скольжения оценивали от сильного торможения (-----) через достаточное скольжение (+/-) до превосходного скольжения (+++++). Результаты приведены в следующей таблице.

Нет второго металла Ce-O Mn-O Co-O Ti-O + ++++ +++ ++ Zr-O + +++++ +++ ++ Hf-O + ++ ++ ++ Sc-O +/- Y-O +/- + + + Mn-O ----- Ce-O ----- Co-O -----

Результаты показывают, что покрытие, содержащее только вторые ионы металлов марганец, церий, или кобальт, прилипает к шелковой одежде, в то время как покрытия, содержащие только оксиды первых ионов металла (Ti, Zr, Hf, Sc, Y), демонстрируют свойство скольжения от достаточного до хорошего. Добавление вторых ионов металла в покрытие, однако, демонстрирует улучшенное свойство скольжения, в частности, для покрытий, содержащих титан и цирконий. Относительно наилучшее свойство скольжения было получено с использованием либо титана, либо циркония в качестве первых ионов металла и церия или марганца в качестве вторых ионов металла.

Среди прочего, ввиду вышеупомянутого, в вариантах осуществления (молярное) соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла (в металлооксидном покрытии) составляет по меньшей мере 0,005, например, по меньшей мере 0,01, в частности, по меньшей мере 0,015, более конкретно, по меньшей мере 0,05, например, по меньшей мере 0,075, более того, в частности, 0,15. В дополнительных вариантах осуществления, соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла (в металлооксидном покрытии) составляет максимально 5, например, максимально 4, в частности, максимально 3, более того, в частности, максимально 2. В частности, металлооксидное покрытие содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, выбираемое в диапазоне 0,005-5. В вариантах осуществления, металлооксидное покрытие содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, выбираемое в диапазоне 0,075-2. В других вариантах осуществления, металлооксидное покрытие содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, выбираемое в диапазоне 0,005-1.

В частности, соотношение между первыми ионами металла и вторыми ионами металла выбирают из диапазона 0,1-300, например, в частности, 0,2-300, например, 0,5-200, например, 0,5-150.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-циркония и вторыми ионами металла выбирают из диапазона 0,2-150, например, 0,5-100.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-циркония и вторыми ионами металла-церия выбирают из диапазона 0,2-150, например, 0,5-100, например, 0,75-75.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-циркония и вторыми ионами металла-марганца выбирают из диапазона 0,2-150, например, 0,5-100, например, 1,25-75.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-титана и вторыми ионами металла выбирают из диапазона 0,2-200, например, 0,5-150.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-титана и вторыми ионами металла-церия выбирают из диапазона 0,2-200, например, 0,5-150, например, 1,25-150.

В частности, соотношение между первыми ионами металла-титана и вторыми ионами металла-марганца выбирают из диапазона 0,2-200, например, 0,5-150, например, 2,0-75.

Следовательно, в вариантах осуществления покрытия, соотношение цирконий: церий (в покрытии) составляет около 3:4 и обеспечивает, в частности, хорошие свойства скольжения. В других вариантах осуществления, соотношение цирконий: марганец составляет около 4:3. В еще других вариантах осуществления, также обеспечивающих хорошие свойства скольжения, соотношение титан: церий составляет около 4:3. В еще других вариантах осуществления, соотношение титан: марганец составляет около 8:3.

Предпочтительно, в других вариантах осуществления, соотношение первые ионы металла: вторые ионы металла, в частности, цирконий: церий или цирконий: марганец выбирают таким образом, чтобы они составляли около 64:1, для обеспечения покрытия, содержащего поверхностное сопротивление слоя, равное около 1*10¹⁰ Ом/квадрат. В еще других вариантах осуществления, соотношение первые ионы металла: вторые ионы металла, в частности, титан: церий или титан: марганец, выбирают таким образом, чтобы оно составляло около 128:1, для обеспечения покрытия, содержащего поверхностное сопротивление слоя, равное около 1*10¹⁰ Ом/квадрат.

В частности, металлооксидное покрытие настоящего изобретения может быть обеспечено посредством золь-гель процесса (см. дополнительно ниже). Золь-гель покрытие, в частности, демонстрирует хорошие свойства, такие как хорошая износостойкость и задиростойкость, а также хорошая пятностойкость, и, в частности, этот способ может быть экономным по стоимости (материалов) способом. Следовательно, в частности, металлооксидное покрытие настоящего изобретения является золь-гель металлооксидным покрытием.

Дополнительно, покрытие настоящего изобретения может быть нанесено относительно легко, например, при необходимости, за один раз. Помимо этого, по существу, нет необходимости в наличии этапа последующей полировки после (золь-гель) нанесения слоя. Это может быть, например, необходимо при нанесении толстого слоя керамики.

В вариантах осуществления, упомянутый содержащий-оксид-металла-слой имеет толщину, меньшую 1 мкм, предпочтительно меньшую 400 нм, для сохранения прозрачности, и является, в частности, золь-гель покрытием. Такой нанослой может сохранять эстетический вид подложки, а также позволяет сохранять другие механические и термические свойства обработочной пластины, в частности, контактной поверхности, например, стойкость к износу и к разрушению, и коэффициент расширения. Покрытие может по существу покрывать всю контактную поверхность, хотя также возможно, чтобы покрытие было нанесено в некоторой структуре разрывных участков, которые частично покрывают всю контактную поверхность. Следовательно, покрытие может в вариантах осуществления покрывать по меньшей мере 80%, более того, в частности, по меньшей мере 90%, например, по существу всю (контактную) поверхность обработочной пластины.

В вариантах осуществления настоящего изобретения обработочная пластина настоящего изобретения содержит подложку, имеющую упомянутую контактную поверхность, содержащую упомянутое покрытие, причем упомянутая подложка является подложкой из металла, эмали, органического полимера, органосиликата или силиката.

В дополнительных вариантах осуществления, обработочная пластина содержит металлическую контактную поверхность, содержащую упомянутое покрытие, в частности, упомянутое покрытие, которое прямо нанесено на упомянутую металлическую контактную поверхность.

Согласно дополнительным вариантам осуществления, обработочная пластина (содержащая покрытие, также) содержит подложку (в частности, изготовленную из металла), содержащую поверхность подложки, и упомянутая пластина дополнительно содержит по меньшей мере один слой, расположенный (на подложке) между упомянутой поверхностью (подложки) и упомянутым покрытием, причем упомянутый слой является, в частности, слоем из композиции металлов, эмали, органического полимера, органосиликата или силиката. Такой слой также предпочтительно является золь-гель слоем. Такой слой, расположенный на подложке и по существу не контактирующий с одеждой при использовании, указан здесь также как «промежуточный слой» или «промежуточный слой покрытия» или «базовый слой» или «базисный слой». Этот промежуточный слой может считаться слоем между подложкой, в частности, металлической подложкой, и фактическим слоем скольжения (покрытием настоящего изобретения). Альтернативно, комбинация слоя скольжения и промежуточного слоя может также считаться многослойным покрытием. В частности, термин «многослойное» покрытие может относиться здесь к покрытию, содержащему металлооксидное покрытие согласно настоящему изобретению плюс один или несколько промежуточных слоев покрытия. В частности, обработочная пластина может содержать многослойное покрытие, содержащее металлооксидное покрытие (описанное здесь). Следовательно, покрытие содержит многослойное покрытие, содержащее один или несколько слоев, выбираемых из группы, состоящей из металлического слоя, эмали, содержащего органический полимер слоя, содержащего органосиликат слоя, содержащего силикат слоя, и содержащее упомянутое металлооксидное покрытие (содержащее первый и второй металл) в качестве внешнего слоя. Следовательно, в вариантах осуществления контактная поверхность может содержать упомянутое многослойное покрытие.

Таким образом, в конкретных вариантах осуществления настоящее изобретение также обеспечивает обработочную пластину для устройства обработки одежды, причем эта обработочная пластина имеет контактную поверхность, которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде, причем упомянутая контактная поверхность содержит золь-гель металлооксидное покрытие, содержащее первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана и/или циркония, гафния, и иттрия, и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, церия, и причем обработочная пластина содержит металлическую подложку, и причем обработочная пластина дополнительно содержит по меньшей мере один слой, расположенный между упомянутой металлической подложкой и упомянутым покрытием, причем упомянутый слой является слоем композиции металлов, эмали, органического полимера, органосиликата или силиката.

При использовании, контактная поверхность (содержащая покрытие) скользит по обрабатываемой одежде. В частности, покрытие (содержащее металлооксидное покрытие), описанное здесь (например, слой скольжения), скользит по обрабатываемой одежде. В частности, покрытие обеспечивают на подложке, в частности, металлической подложке. Необязательно, один или несколько дополнительных слоев могут быть расположены между покрытием и подложкой (ее поверхностью) (как обсуждалось выше).

В частности, такой слой может содержать один или несколько слоев, выбираемых из группы, состоящей из металлического слоя, эмали, содержащего органический полимер слоя, содержащего органосиликат слоя, содержащего силикат слоя. Следовательно, в вариантах осуществления покрытие настоящего изобретения может контактировать прямо с подложкой. В других вариантах осуществления, покрытие настоящего изобретения может быть связано с подложкой непрямо через один или несколько (промежуточных) слоев, как описано выше. В частности, комбинация оксидов относится к слою оксидов, где разные оксиды смешаны, и можно увидеть и определить, какие области к каким оксидам относятся. Может не быть (по существу) никаких химических реакций между исходными оксидами.

В частности, смешанный оксид (см. также ниже) может относиться к слою, где оксиды смешаны в молекулярном/ атомном/ ионном масштабе таким образом, что нельзя отличить отдельные типы оксидов. Тогда получается материал, в котором ионы (исходных) оксидов находятся в одной и той же (кристаллической) решетке. Примером смешанного оксида является, например, Zr₃Ce₂O_z, и примером комбинации оксидов является MnO₂+ZrO₂, или Zr₃Ce₂O_z+Ti₈MnO_z. Фразы «смесь оксидов или их смешанный оксид» или «смесь оксидов или их смешанный оксид» могут, таким образом, относиться к их смеси или комбинации, например, к смеси оксидов или смешанному оксиду. Фраза «причем покрытие содержит смешанный оксид, содержащий два или более из оксида циркония-церия, оксида титана-церия, оксида циркония-марганца, и оксида титана-марганца» не исключает наличия других (смешанных) оксидов.

Согласно другим вариантам осуществления, упомянутый промежуточный слой покрытия состоит из слоя силиката, в который, необязательно, был введен упомянутый оксид металла, выбираемый из оксида циркония-церия, оксида титана-церия, оксида циркония-марганца, и оксида титана-марганца и/или оксиды, или их смесь или комбинация, содержащие другие первые ионы металла и вторые ионы металла. Такой промежуточный слой может быть, в частности, получен посредством золь-гель процесса (нанесения покрытия). Таким образом, в частности, промежуточный слой покрытия - при наличии - наносят посредством золь-гель процесса нанесения покрытия, и слой покрытия, например, описываемый здесь, также наносят посредством золь-гель процесса нанесения покрытия.

Следовательно, настоящее изобретение, в частности, обеспечивает обработочную пластину для устройства обработки одежды, причем эта обработочная пластина имеет поверхность с (в частности, золь-гель) покрытием, нанесенным на нее, причем это покрытие, в частности, золь-гель покрытие, содержит оксид металла, причем металл (оксида металла) содержит первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, скандия и иттрия, в частности, титана и/или циркония, и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия, марганца, и кобальта, в частности, по меньшей мере один оксид металла, выбираемый из группы, состоящей из оксида циркония-церия, оксида титана-церия, оксида циркония-марганца, и оксида титана-марганца. Такой оксид металла, в частности, является смешанным оксидом или смесью смешанных оксидов. Смешанный оксид содержит катионы более чем одного химического элемента или катионы единственного элемента с несколькими степенями окисления (или их комбинацию). В частности, в смешанном оксиде имеется по существу один материал с катионами смешанного оксида, такой как, например, цирконий или церий, в одной и той же решетке. При использовании, одна поверхность такого покрытия может скользить по обрабатываемой одежде (а другая поверхность может находиться в контакте с подложкой или с промежуточным слоем).

Следовательно, в вариантах осуществления термин «оксид металла» может относиться смешанному оксиду металла и/или к комбинации смешанных оксидов металла и/или к комбинации оксидов металлов. При смешивании металлических исходных веществ из одного раствора, конечный оксидный слой, получаемый после нанесения и сушки, может содержать смесь оксидов металлов. В частности, он может (также) содержать смешанные оксиды металла (смесь смешанных оксидов металла). Дополнительно, конечный металлооксидный слой может быть кристаллическим, частично кристаллическим, или аморфным.

Следовательно, в вариантах осуществления настоящее изобретение обеспечивает устройство обработки одежды, в котором металлооксидное покрытие содержит смешанный оксид первых ионов металла и вторых ионов металла.

В дополнительных вариантах осуществления устройства обработки одежды, металлооксидное покрытие содержит смесь оксида первых ионов металла и оксида вторых ионов металла. В частности, устройство обработки одежды содержит металлооксидное покрытие, причем это металлооксидное покрытие имеет толщину слоя, выбираемую из диапазона 50 нм - 5 мкм, в частности, 100 нм - 1 мкм.

В вариантах осуществления, устройство обработки одежды, в частности, обработочная пластина, дополнительно содержит устройства обеспечения и управления, выбираемые из группы, состоящей из устройства подачи пара, нагревателя, датчика температуры, устройства управления для управления температурой обработочной пластины, и устройства управления для управления устройством подачи пара. Следовательно, в частности, устройство обработки одежды, в частности, обработочная пластина, дополнительно содержит нагреватель для нагревания обработочной пластины. В дополнительных вариантах осуществления, устройство обработки одежды дополнительно содержит устройство подачи пара.

Термин «по существу» здесь, например, в выражении «по существу состоит» будет понятен специалистам в данной области техники. Термин «по существу» может также включать в себя варианты осуществления с терминами «полностью», «совершенно», «все» и т.д. Следовательно, в вариантах осуществления выражение «по существу» может быть также удалено. Там, где это применимо, термин «по существу» может также относиться к 90% или более, например, 95% или более, в частности, 99% или более, более того, в частности, 99,5% или более, в том числе 100%. Термин «содержать» включает в себя также варианты осуществления, в которых термин «содержать» означает «состоит из». Термин «и/или», в частности, относится к одному или нескольким элементам, упомянутых перед и после «и/или». Например, фраза «элемент 1 и/или элемент 2» и подобные фразы могут относиться к одному или нескольким элементам 1 и элементам 2. Термин «содержащий» может в одном варианте осуществления относиться к термину «состоящий из», но может в другом варианте осуществления также относиться к термину «содержащий по меньшей мере определенные компоненты и, необязательно, один или несколько других компонентов».

Дополнительно, термины «первый», «второй», «третий» и т.п. в описании и в формуле изобретения используются для различения подобных элементов и необязательно для описания последовательного или хронологического порядка. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми при соответствующих обстоятельствах, и что варианты осуществления настоящего изобретения, описанные здесь, способны работать в порядке, отличном от порядков, описанных или показанных здесь.

Устройства, упомянутые здесь, описаны, среди прочего, во время работы. Как будет понятно специалистам в данной области техники, настоящее изобретение не ограничено способами работы или работающими устройствами.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают настоящее изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать многие альтернативные варианты осуществления, не выходя за рамки объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, никакие ссылочные позиции, помещенные в скобки, не следует толковать как ограничение формулы изобретения. Использование глагола «содержать» и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличных от элементов или этапов, заявленных в формуле изобретения. Элемент в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, в котором перечисляется несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одним и тем же аппаратным элементом. Тот факт, что некоторые меры приведены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована с преимуществом.

Настоящее изобретение дополнительно применяется к устройству, содержащему один или несколько характерных признаков, описанных в описании и/или показанных в сопутствующих чертежах. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу или процессу, содержащему один или несколько характерных признаков, описанных в описании и/или показанных в сопутствующих чертежах.

Различные аспекты, обсуждаемые в этом патенте, могут быть объединены для обеспечения дополнительных преимуществ. Дополнительно, специалистам в данной области техники будет понятно, что варианты осуществления могут быть объединены, и что также может быть объединено более двух вариантов осуществления. Дополнительно, некоторые из признаков могут образовать основу для одной или нескольких выделенных заявок.

Описанные выше варианты осуществления являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения технических подходов настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что технические подходы настоящего изобретения могут быть модифицированы или равнозначно заменены, не выходя за рамки объема технических подходов настоящего изобретения, что будет также попадать в объем правовой защиты формулы настоящего изобретения. В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а форма единственного числа не исключает форму множественного числа. Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать как ограничение ее объема.

Настоящее изобретение обеспечивает обработочную пластину (10) для устройства (100) обработки одежды, причем обработочная пластина (10) имеет контактную поверхность (13), которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде (200), причем контактная поверхность (13) содержит покрытие (20), содержащее металлооксидное покрытие (21), причем металлооксидное покрытие (21) содержит: первые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из титана (Ti), циркония (Zr), гафния (Hf), скандия (Sc) и иттрия (Y); и вторые ионы металла, выбираемые из группы, состоящей из церия (Ce), марганца (Mn) и кобальта (Co). Настоящее изобретение обеспечивает полезное свойство скольжения. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.

1. Обработочная пластина (10) для устройства (100) обработки одежды, имеющая контактную поверхность (13), которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде (200), причем контактная поверхность (13) содержит покрытие (20), содержащее металлооксидное покрытие (21), причем металлооксидное покрытие (21) содержит:

- первые ионы металла, выбранные из группы, состоящей из титана (Ti), циркония (Zr), гафния (Hf), скандия (Sc) и иттрия (Y); и

- вторые ионы металла, выбранные из группы, состоящей из церия (Ce), марганца (Mn) и кобальта (Co), отличающаяся тем, что покрытие (20) содержит многослойное покрытие, содержащее по меньшей мере один слой, выбранный из группы, состоящей из металлического слоя, эмали, содержащего органический полимер слоя, содержащего органосиликат слоя, содержащего силикат слоя, и содержащее упомянутое металлооксидное покрытие (21) в качестве внешнего слоя.

2. Обработочная пластина (10) по п. 1, в которой первые ионы металла выбирают из группы, состоящей из титана (Ti) и циркония (Zr).

3. Обработочная пластина (10) по п. 1, в которой первые ионы металла являются ионами циркония (Zr).

4. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой вторые ионы металла выбирают из группы, состоящей из церия (Ce) и марганца (Mn).

5. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой вторые ионы металла являются ионами церия (Ce).

6. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, равное по меньшей мере 0,015.

7. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, равное по меньшей мере 0,075.

8. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) содержит соотношение между вторыми ионами металла и первыми ионами металла, равное максимально 2.

9. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) имеет толщину (d) слоя, выбранную из диапазона 50 нанометров - 5 микрометров.

10. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) является золь-гель металлооксидным покрытием (21).

11. Обработочная пластина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой металлооксидное покрытие (21) имеет поверхностное сопротивление слоя, меньшее или равное 1*10¹⁰ Ом/квадрат.

12. Устройство (100) обработки одежды, содержащее обработочную пластину (10) по любому из предшествующих пунктов, причем устройство (100) обработки одежды выбрано из группы устройств, состоящей из утюга, парового утюга и отпаривателя.

13. Способ обеспечения обработочной пластины (10) для устройства (100) обработки одежды, причем обработочная пластина (10) имеет контактную поверхность (13), которая при использовании скользит по обрабатываемой одежде (200), причем способ содержит этап, на котором обеспечивают по меньшей мере на части контактной поверхности (13) металлооксидное покрытие (21), причем металлооксидное покрытие (21) содержит:

- первые ионы металла, выбранные из группы, состоящей из титана (Ti), циркония (Zr), гафния (Hf), скандия (Sc) и иттрия (Y); и

- вторые ионы металла, выбранные из группы, состоящей из церия (Ce), марганца (Mn) и кобальта (Co), отличающийся тем, что содержит

этап, на котором обеспечивают исходное вещество металлооксидного покрытия (21) на упомянутой поверхности (13) для обеспечения осажденного слоя (121), и этап, на котором отверждают осажденный слой (121) для обеспечения упомянутого металлооксидного покрытия (21).