(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を用いたスチームアイロン。
【請求項２】
メタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を造粒品とした請求項１記載のスチームアイロン。
【請求項３】
加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてリン酸化合物を用いるとともに、アイロン待機時に前記リン酸化合物を水タンク内の水面より上部に配置したスチームアイロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家庭等で使用するスチームアイロンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スチームアイロンは現在家庭のみならず、工場やクリーニング業界においても一般的に用いられている。水道等の水をそのまま使用すると、水に含まれるカルシウムやナトリウム等の無機物質がスチーム発生時に気化室に堆積し、気化室またはスチーム通路を閉塞させてしまうので従来様々な取り組みがなされていた。イオン交換樹脂等を用い水から無機物質を取り除くものや、特開平６−２５４２９９号公報に示すようにホスホン酸塩化合物を用い水垢の堆積を減少されるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、イオン交換樹脂を使用するものは水垢の発生はないが、イオン交換樹脂の能力は短いため、短期間で交換する必要があると言う問題がある。また、ホスホン酸塩化合物を使用したものは、水垢の堆積が抑制されるので気化室に堆積して、気化室やスチームの通路を閉塞させることはない。しかし、堆積が抑制された水垢はスチーム口よりスチームと共に排出されるため、水垢が衣類に付着しやすく、また排出された水垢の塊は大きいため目立ちやすいという問題がある。
【０００４】
本発明は従来の課題を解決しようとするものであり、長期間簡便に水垢の堆積を抑制し長期間スチーム寿命を維持し、かつ水垢の衣類への付着のほとんどない、または目立たないスチームアイロンを実現するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の第１の手段は、水垢の堆積を抑制する手段としてメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を用いたものである。また、第２の手段は、アイロン待機時にリン酸化合物を水タンク内の水面より上部に配置したものである。これにより、スチームアイロンの気化室やスチーム経路を堆積した水垢が閉塞させることはなく、長時間スチーム寿命が維持され、また水垢は非常に細かいため、衣類に付着しにくく、また付着しても目立つことはない。また、メタリン酸化合物の溶解度をコントロールすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を用いたものであり、長期間水垢の堆積を抑制し長期間スチーム寿命を維持し、かつ水垢の衣類への付着のほとんどない、または目立たないスチームアイロンを実現するものである。また、メタリン酸化合物に好みの溶解特性を持たせることができ、その溶解度をコントロールすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、メタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を造粒品としたものであり、あらかじめスチームアイロンに取付けておくことにより簡単に使用することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてリン酸化合物を用いるとともに、アイロン待機時に前記リン酸化合物を水タンク内の水面より上部に配置したことにより、アイロンの放置時や使用休止中などはリン酸化合物７は水に触れないため、不必要に溶解することが無く、有効に利用できるのである。
【０００９】
ここで、スチームアイロンの気化室等に堆積する水垢とは水に含まれるカルシウムやナトリウムなどの無機成分が水が蒸発することによって残留したものである。特に炭酸カルシウム等は水への溶解度が非常に小さいため、一度生成した残留物はスチーム発生のため次に気化室に滴下された水にほとんど溶けないので、次々に残留物が堆積し巨大な結晶となる。このように気化室内で局部的に堆積した水垢がスチームの通路等を塞ぎ、スチームの寿命を短くさせるのである。水垢の堆積を抑制する手段としてのリン酸化合物は水中の無機成分が蒸発残留する際に形成される結晶に入り込む。すると同一成分の結晶中に比べ他成分であるリンが入り込むことにより、結晶の構造が歪み大きく成長することができなくなる。これにより生成する水垢は微細化され、気化室で水垢が分散し、一部は蒸気とともに排出されるので、気化室内での堆積が抑制され、スチーム経路を堆積した水垢が閉塞させることはなくなるので長時間スチーム寿命を維持できるのである。
【００１０】
メタリン酸（化１）やトリポリリン酸（化２）などのリン酸化合物はホスホン酸化合物（化３）などに比べて分子内にリンの割合が多い。
【００１１】
【化１】
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【００１２】
【化２】
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【００１３】
【化３】
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【００１４】
このためリン酸化合物はホスホン酸化合物に比べ水垢の結晶を微細化させる効果が高いので、気化室内で水垢を分散させる効果がより高く長期間スチーム寿命を維持できるだけでなく、排出される水垢の大きさも小さいので目立たないのである。例えばトリポリリン酸の場合ではホスホン酸に比べ水垢をより小さくするため、ホスホン酸品と同程度の量の水垢が排出されていると思われるが、排出される水垢が十分小さいため、ホスホン酸品やブランクに対しても水垢の排出が目立たないのである。
【００１５】
また、メタリン酸化合物は分子内にリン原子を２つ持ち、水垢の内部でカルシウムなどを挟み込むように結合するため、リン酸化合物の中でも特に水垢の堆積を抑制する効果が高く、特にスチーム寿命の維持の効果が高いのである。
【００１６】
カルシウム等の２価の陽イオン塩を用いたメタリン酸化合物は溶解度を低く抑えることができる。よって排出できる水垢の量はホスホン酸やトリポリリン酸と同程度であるので、スチームの長寿命化効果は同じであるが、排出される水垢の粒子はさらに小さいので排出される水垢はほとんど目立たない。
【００１７】
カルシウムなどの２価の陽イオンを用いたメタリン酸カルシウムとカリウムやナトリウム等の１価の陽イオンを用いたメタリン酸カルシウムとを混合させることによりメタリン酸の溶解度を調整することができる。１価イオンの割合を増加させると溶解度が増加する。すると、水垢分散効果が大きくなり排出される水垢の量が増加する。この場合は水垢が微細化されているので排出される水垢の量が増えてもあまり目立たないが、スチームの寿命をよりのばすことができるのである。
【００１８】
また、リン酸化合物として造粒品を用いることにより、リン酸化合物をより簡便に使用することが出来る。
【００１９】
また、アイロン待機時に水タンク内の水面により上になるような位置にリン酸化合物を配置することにより、放置時等にリン酸化合物の水への溶解を防止できるので、リン酸化合物をより有効に利用することが出来る。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
以下本発明の第一の実施例を図に基づいて説明する。図１及び図２において、１はスチームアイロンの本体（以下単に本体と称する）で、２は加熱手段を装備したベースである。３は前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室で、気化室で蒸発したスチームは、１２のスチーム通路を通り、スチーム口４より排出される。５は水タンクであり、本体１に対して着脱可能である。６は水タンク５内に満水に入れられた際の水位である。１１は滴下口であり、水タンク５内の水をベース２に滴下する。７は水タンク５内に配置されたリン酸化合物であり、ケース８内に納められている。ケース８は隙間が空いており、水タンク５内の水はケース８の内部と外部を自由に移動することが出来る。９は電源コードであり、家庭などのコンセントに差し本体１に電力を供給する。
【００２２】
以下に本実施例の動作を説明する。まず、水タンク５に水を入れ、水を入れた水タンク５を本体１に取り付け、図１のような状態にする（以下この状態をアイロンの待機状態と言う）。
【００２３】
なお、水タンク５内に水を満水に入れた場合の水面１０は水位６の位置に一致する。アイロンの待機状態ではリン酸化合物７は水面１０より上の位置にあるので、水と接触することはない。
【００２４】
次に、電源コード９を家庭などのコンセントに差し、ベース２を加熱する。ベース２が所定温度になると、アイロンを図２の状態に寝かせる（以下この状態をアイロン掛け状態と言う）。アイロン掛け状態にすると、水タンク５内の水は水面１０の位置になり、ケース８及びリン酸化合物７は水に満たされる。このときリン酸化合物７は水に溶けだし、ケース８を通り、水タンク５内の水全体に広がる。
【００２５】
次に、アイロンからスチームを出す際は、図示していないスイッチを操作し、滴下口１１によりベース２に水を滴下する。滴下された水は、ベース２内の気化室３に落とされる。気化室３は加熱されているために、わずかの時間で蒸発、気化されスチームが発生する。発生したスチームはスチーム通路１２を通り、スチーム口４よりベース２外へ排出される。次にベース２をアイロン掛けしたい布にあて、アイロンを前後、左右に動かすことにより、布などにアイロン掛けを行う。
【００２６】
次にリン酸化合物の効果について実験例を用い説明する。なお、ここでは標準硬度水としては、イオン交換水に塩化カルシウム（２水和物）を０．２２ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウムを０．０６２ｇ／Ｌ、炭酸水素ナトリウムを０．２２３３ｇ／Ｌとなるように溶解したもので、硬度は２００ｐｐｍになるよう調整したものである。
【００２７】
図１のスチームアイロンから７のリン酸化合物を取り除いたもの（以下これをブランクと言う）、７のリン酸化合物の代わりにホスホン酸カルシウムの造粒品を用いたもの（以下これをホスホン酸品と言う）、７のリン酸化合物としてトリポリリン酸塩の造粒品を用いたもの（以下これをトリポリリン酸品と言う）、７のリン酸化合物としてメタリン酸カルシウムの造粒品を用いたもの（以下これをメタリン酸カルシウム品と言う）、７のリン酸化合物としてメタリン酸カルシウムとメタリン酸カルシウムに対して少量のメタリン酸カリウムが混合した状態で造粒したものを用いたもの（以下これをメタリン酸混合品と言う）を実験に使用した。
【００２８】
各アイロンの水タンク５に標準硬度水を１００ｍｌ入れ、通常にアイロン掛けを行った。このアイロン掛け試験において、初期のスチーム量はいずれも３．３ｇ／分であり、３０分程度で水タンク５内の水は使い切る。なお、このときの標準硬度水内のリンの濃度を図４に示す。このようにブランクはリンの溶解はなく、ホスホン酸品、トリポリリン酸品、メタリン酸混合品は１５分以内に１ｍｇ／Ｌを超えた。メタリン酸カルシウム品は３０分後でも０．１２ｍｇ／Ｌであり、１ｍｇ／Ｌを超えることはない。アイロン掛け繰り返し８０回目の結果を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
ここで、目視水垢排出量はアイロン掛けを行った布に付着した水垢を３人で目視し、水垢の目立つものから「大量に目立つ」「目立つ」「少し目立つ」「あまり目立たない」「ほとんど目立たない」の５段階で評価した。このように８０回目においてはブランクはほとんどスチームが出ないが、他のものはまだスチームが出る。いずれもスチームの寿命を維持する効果があることがわかる。その中でもメタリン酸混合品は初期のスチーム量とほぼ同程度のスチーム量を維持している。また、排出される水垢の目立ち具合は、ホスホン酸品はブランクよりもっと目立った。しかし、トリポリリン酸品、メタリン酸カルシウム品、メタリン酸混合品はブランクより排出した水垢は目立たなかった。
【００３１】
また、各試験に用いたスチームアイロンを分解し、気化室３とスチーム口４とスチーム通路１２に付着した水垢を調べてみた。ブランクは、気化室３の内でも滴下口１１の直近に水垢が強固に堆積し、滴下口１１をふさぐほどであった。ホスホン酸品は、水垢が小片状で気化室３とスチーム通路１２の壁面に付着し、一部はスチーム口４の付近まで達していた。トリポリリン酸品は、ホスホン酸品よりも小さな水垢がほぼホスホン酸品とほぼ同様の状態で分散していた。メタリン酸カルシウム品とメタリン酸混合品の水垢は、いずれも微小な結晶状態であった。メタリン酸カルシウム品はホスホン酸品、トリポリリン酸品とほぼ同様の状態で分散しているが、メタリン酸混合品は、気化室３からスチーム通路１２、スチーム口４までほぼ均一な状態で分散していた。
【００３２】
これは、ホスホン酸は、水垢を小さくする効果があるので、ブランクに対してホスホン酸品は水垢が小片になり、分散するのでアイロン掛け８０回では滴下口１１等をふさぐことはなくスチームの寿命が長持ちするのである。しかし、小片化し、分散した水垢はスチーム口４より、より排出されやすくなるためブランクに比べ、水垢の排出が目立ちやすいのである。
【００３３】
リン酸化合物は、ホスホン酸より水垢を細かくする力が強い。トリポリリン酸はホスホン酸に比べ水垢をより小さくするため、ホスホン酸品と同程度の量の水垢が排出されていると思われるが、排出される水垢が十分小さいため、ホスホン酸品やブランクに対しても水垢の排出が目立たないのである。メタリン酸カルシウムやメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合品はさらに水垢を小さくさせる力が強い。メタリン酸カルシウム品のように、メタリン酸を用い水に溶解するリンの濃度を低濃度（今回は１ｍｇ／Ｌ以下）にすると、水垢は微小な結晶状態にし、アイロン内での分散状態はホスホン酸品、トリポリリン酸品とほぼ同様の状態となる。よって、ホスホン酸品やトリポリリン酸品と同程度の量の水垢が排出されても、水垢は極端に小さいので、目視ではほとんど目立たなくすることが出来るのである。
【００３４】
また、メタリン酸混合品のようにメタリン酸を用い、水に溶解するリンの濃度を高く（今回は１ｍｇ／Ｌ以上に）すると、水垢は微小な結晶状態であり、さらに気化室３で生成した水垢はさらに分散効果が高いので、アイロン内で気化室３からスチーム通路１２、スチーム口４までほぼ均一な状態で分散し、ホスホン酸品、トリポリリン酸品、メタリン酸カルシウム品よりも多量の水垢を外部に排出するのである。このため、スチームアイロン内に残る水垢の量は非常に少ないため、スチームの量を初期とほぼ同程度に維持できるのである。また、水垢は多量に排出されるのであるが、水垢は極端に小さいので、目視ではあまり目立たないのである。今回はメタリン酸カルシウムに対してメタリン酸カリウムが０．５〜１０％の範囲になるように調整した。このような混合比率にすることにより、本実施例のようにスチームの長寿命化とメタリン酸化合物の溶解寿命が両立できた。
【００３５】
また、本実施例においては、リン酸化合物７をアイロン待機時に水タンク５内の水面より上部に配置した。これによりアイロンの放置時や使用休止中などはリン酸化合物７は水に触れないため、不必要に溶解することが無く、有効に利用できるのである。
【００３６】
なお、本実施例では本体にコードのついたものについて記したが、本体にコードのないもの、置き台付きのものでも、放置時や使用休止中などはリン酸化合物７は水に触れず、使用時に水に触れる位置であれば本発明は何ら変わることなく適応できる。
【００３７】
（実施例２）
図１及び図２で使用するリン酸化合物の製造方法及び造粒品について説明する。本実施例においてはメタリン酸カルシウムの原料としてはリン酸二水素カルシウムを使用した。
【００３８】
これをまず水とよく混練する。この際バインダとして水以外にメチルセルロースなどの有機物質、水ガラス等の無機物質を使用してもよい。よく混練した後、押し出し造粒機により造粒した後に２５０℃以上、本実施例においては約８００℃で焼成した。
【００３９】
この焼成の際の化学反応により、メタリン酸カルシウムができる。メタリン酸カルシウムの粉末を作っておいてからエチルセルロースやアクリルのディスパージョンのようなバインダを用いて造粒しても良い。また、原料としてはリン酸２水素カルシウム以外にもリン酸基とカルシウムを含むものであればメタリン酸カルシウムの作成は可能である。
【００４０】
メタリン酸カルシウムの水への溶解度は非常に小さいので、適当な粒子径にすることにより、水にメタリン酸を微量添加することができる。本実施例においては直径３ｍｍ程度のメタリン酸カルシウムの造粒品を用いた。
【００４１】
また、メタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合品は、リン酸二水素カルシウム等のリン酸とカルシウムの化合物とヘキサメタリン酸カリウム等のリン酸とカリウムの混合品を良く混ぜ合わせた後、水や適当なバインダ等を用い造粒し、２５０℃以上に加熱する。本実施例においては約８００℃で焼成した。
【００４２】
メタリン酸カリウムはメタリン酸カルシウムに比べ溶解度が大きい。メタリン酸カリウムのみでは水に溶けてすぐになくなってしまう。本実施例のようにリン酸二水素カルシウム等のリン酸とカルシウムの化合物とヘキサメタリン酸カリウム等のリン酸とカリウムの混合品を良く混ぜ合わせた後、造粒し、焼成して作成したメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物は、カルシウム部分とカリウム部分が互いに分散しているので、カリウム部分だけ先に溶けてしまうことはなく、カリウム部分とカルシウム部分が交互に溶け、結果としてメタリン酸カルシウム単独よりもリンの溶解度が大きな物質が作成できるのである。
【００４３】
従って、カルシウムとカリウムの比率を調整することより、好みの溶解特性を持った化合物ができるのである。
【００４４】
これらの造粒品を図１及び図２のようにあらかじめスチームアイロンに取り付けておくと、使用者は特別な操作をすることなく、従来のアイロンと同じように簡単に使用することができる。
【００４５】
また、リン酸化合物として造粒品を使用すると、表面積による溶解特性を調整できるほか、ケース８の構成を簡単にできる。粉末品を使用するとケース８は微細なメッシュや不織布を使用する必要がある。ケース８を微細な目のもので作ると、水の通りが悪くなるためリン酸化合物の溶解性が悪くなるだけでなく、小さなゴミ等で閉塞する可能性がある。しかし、造粒品を用いると造粒品の直径よりわずかに小さな目の網やスリットを使用することができるため、水の通りも良くゴミなどによる閉塞の可能性はほとんどなく便利である。
【００４６】
図３はリン酸化合物の液体を添加できるようにしたスチームアイロンである。１〜１２は図１及び図２と同じである。１３は液体タンクであり、リン化合物の液体を納める容器であり、水タンク５内に配置されている。１４はシリンダであり、１５は開口弁である。シリンダ１４を押すことにより、開口弁１５が液体タンク１３と離れ、液体タンク１４に納められているリン化合物の液体をタンク５内の水に添加することが出来るのである。
【００４７】
いま図３のスチームアイロンにおいて液体タンク１３にメタリン酸ナトリウムの溶液を入れ、シリンダ１４を１回押すごとに水タンク５の中の水にリンの濃度として０．１ｍｇ／Ｌ添加できるもの（以下これを液体０．１品と言う）と２．５ｍｇ／Ｌ添加できるもの（以下これを液体２．５品と言う）を用い実験を行った。
【００４８】
各アイロンの水タンク５に標準硬度水を１００ｍｌ入れ、このときシリンダ１４を１回押す。その後は通常にアイロン掛けを行った。このアイロン掛け試験において、初期のスチーム量はいずれも３．３ｇ／分であり、３０分程度で水タンク５内の水は使い切る。アイロン掛け繰り返し８０回目の結果を（表２）に示す。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
このように液体を用いたものでも表１に示した、造粒品したリン酸化合物を用いたメタリン酸カルシウム品やメタリン酸混合品と同様の効果を得ることはできる。しかし、水タンク５に水を入れるごとにシリンダ１４を押す必要があり、押し忘れなどが起こる可能性がある。このように造粒品を使用したものはスチームアイロンの構成も取り扱いも簡単で、長期間スチーム寿命が維持され、かつ衣類に水垢が付着しにくい、または水垢が目立たないスチームアイロンが実現できるのである。
【００５１】
【発明の効果】
本実施例から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてメタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を用いたから、メタリン酸化合物の溶解度をコントロールすることができ、長時間水垢の堆積を抑制し長期間スチーム寿命を維持し、かつ水垢の衣類への付着のほとんどない、または目立たないスチームアイロンが実現できる。
【００５２】
また、請求項２記載の発明によれば、メタリン酸カルシウムとメタリン酸カリウムの混合物を造粒品としたから、リン酸化合物をより簡便に使用することができる。
【００５３】
また、請求項３記載の発明によれば、加熱手段を装備したベースと、前記ベースに設けられた水を蒸発させる気化室と、前記気化室で発生したスチームを排出するスチーム口と、前記気化室に水を供給する水タンクとを具備し、前記水タンクに水垢の堆積を抑制する手段としてリン酸化合物を用いるとともに、アイロン待機時に前記リン酸化合物を水タンク内の水面より上部に配置したから、アイロンの放置時や使用休止中などはリン酸化合物は水に触れないため、不必要に溶解することが無く、有効に利用できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  リン酸化合物を配置したスチームアイロンの待機状態の構成図
【図２】  リン酸化合物を配置したスチームアイロンのアイロン掛け状態の構成図
【図３】  液体リン化合物滴下式のスチームアイロンの構成図
【図４】  各物質からのリンの溶解濃度を示す図
【符号の説明】
１  本体
２  ベース
３  気化室
４  スチーム口
５  水タンク
７  リン酸化合物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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