具有可生物降解的防水垢劑的家電設備的制作方法

本發(fā)明涉及家電設備的一般技術領域，并且更具體地涉及包括水容器和用于煮沸和/或蒸發(fā)來自容器的水的機構的設備，其中使用可生物降解的防水垢劑，所述防水垢劑至少部分可溶于水以便避免水垢的形成和沉積。

本發(fā)明還涉及一種方法，所述方法用于抑制與水介質接觸的家電設備中的水垢的形成和沉積，并且本發(fā)明還涉及一種方法，所述方法用于限制在蒸發(fā)器中聚集的干的提取物的聚集，這些方法使用至少部分可溶于水的可生物降解的防水垢劑。

可生物降解的物質在本發(fā)明中的意思是，任何能夠在微生物的作用下被分解的物質。最終形成水，二氧化碳，和/或甲烷，并且可能形成對環(huán)境沒有毒害的副產(chǎn)品(殘渣，生物量)。

對于包括水容器和用于煮沸和/或蒸發(fā)來自容器的水的機構且可在本發(fā)明的范圍中使用的家電設備，其在本發(fā)明中的意思是指以下設備，所述設備一方面包括金屬、陶瓷或塑料材料制成的水容器，冷或者熱的水介質在所述水容器中流動或存在，所述設備另一方面包括用于煮沸和/或蒸發(fā)來自容器的水的機構(例如在熨斗中的蒸發(fā)室或在煮水器中的加熱電阻)。

作為滿足該定義的設備，可舉例例如衣物護理設備，諸如蒸汽熨斗，蒸汽單元(centralesàvapeur)，和用于熨燙的產(chǎn)生蒸汽的其他設備(尤其具有泵的蒸汽系統(tǒng)和豎直的蒸汽平整器)，蒸汽爐，蒸汽蒸煮器，滅菌器，分配冷水或熱水的龍頭(fontaine)，咖啡機，煮茶壺，燒水器，蒸汽吸塵器，處理自來水的家用設備，洗牙器，諸如蒸汽拉直器的用于個人護理的設備。

水垢在本發(fā)明中的意思是指，主要含碳酸鈣CaCO₃的任何沉積物，所述沉積物在金屬表面、陶瓷表面或塑料材料表面上的不同位置形成顆?；蚬虘B(tài)聚集物，所述顆粒或固態(tài)聚集物接觸水，并且將降低所述設備的性能，并且導致某些零件的提前老化，因此縮短設備的使用壽命，或者所述顆?；蚬虘B(tài)聚集物將產(chǎn)生讓使用者不舒服的顆粒。

防水垢劑在本發(fā)明中的意思是指，任何能夠抑制水垢形成的物質，其通過推遲碳酸鈣的沉積或通過在碳酸鈣開始沉積之后減緩其沉積運動而抑制水垢形成。

背景技術：

水垢的形成在很多工業(yè)和家庭設備中構成了很大的問題。使用有效的抑制劑(通常被成為“防水垢劑”)可延長設備和裝置的使用壽命。

為了去除或至少減少在家電設備中的水垢的沉積，尤其在熨斗或咖啡機中的水垢的沉積，不同的機構已經(jīng)被提出。因此，已知在蒸發(fā)之前通過化學方法處理水以便防止水垢沉積的裝置。然而這些裝置具有的主要缺點在于需要加入不易操作的酸性產(chǎn)品。

此外，已知使用聚磷酸鹽或六偏磷酸鈉(SHMP)，因為其減緩碳酸鈣CaCO₃結晶的增長(如在國際專利申請WO98/28485和歐洲專利EP1146164中所示)。然而，這些聚磷酸鹽的效果沒有在蒸汽發(fā)生器中顯露出來，在所述蒸汽發(fā)生器中，桶在140℃的溫度下集中礦物。

磷酸鹽具有類似于聚磷酸鹽的特性，但其具有更好的熱穩(wěn)定性。特別地，專利EP0610997和US5507108描述設置在熨斗的容器中的磷酸鹽的使用，以便減少在位于容器和蒸發(fā)室之間的水供給系統(tǒng)中的水垢沉積。然而，盡管這些產(chǎn)品在水中的溶解是緩慢的，并且允許熨斗保持較長的使用壽命，但是在使用開始時溶解更加快速并且其效果過快地減弱，使得熨斗達到正常的使用壽命。被提倡使用的產(chǎn)品應被做成片劑并且這不是方便控制在水中溶解的形狀，這被迫混合不同且復雜的鹽。

同樣已知碳酸磷(Phosphonocarbonate)，羧基聚合物(如歐洲專利EP1418253所記載)和脂肪族多胺的防水垢特性。

然而，使用防水垢劑本身影響環(huán)境，這導致增加對允許控制使用的防水垢劑的量的系統(tǒng)(所謂的受控鹽析系統(tǒng))的要求。

因此，例如，國際申請WO98/28485描述了與水介質接觸的家電設備，所述家電設備包括穿過隔室的水回路，具有受控鹽析的防水垢裝置導入到所述隔室中。該裝置由硅樹脂基質形成，在其中擴散了防水垢活性材料。該活性材料為磷酸鹽類型(尤其為六偏磷酸鈉)，其在硅樹脂基質之外以受控的方式被鹽析且根據(jù)水量被適應。美國專利US5507108描述了一種熨斗，所述熨斗尤其包括用于將磷酸鹽的合成物注入到容器中的定量的系統(tǒng)。最后，法國專利FR2785166描述了滴漏式咖啡機，所述滴漏式咖啡機包括以連續(xù)循環(huán)的方式供給熱水器的水容器和容器的水的處理裝置，所述處理裝置為用于防水垢劑的量的微定量的裝置，所述防水垢劑的量適合于供給到熱水器的水量。

然而這種系統(tǒng)是復雜的，并且使用已知影響環(huán)境的產(chǎn)品，并且有時需要使用者方面的維護操作。

技術實現(xiàn)要素：

本申請人發(fā)現(xiàn)，將可溶于水的可生物降解的防水垢劑導入到家電設備的冷水容器中允許解決上述的問題，同時通過減少維護操作和降低對于環(huán)境的影響而提高了產(chǎn)品的使用舒適度。例如，在熨燙設備的蒸汽發(fā)生器的情況下，使用這種防水垢劑允許避免使用者操作壓力下的桶，這是枯燥且引起焦慮的操作，并且使用者往往不愿意去做(這進一步加重在蒸汽發(fā)生器的桶的內部的水垢的聚集)。這種制劑的使用還具有的效果為不再導致水垢顆粒穿過熨斗底板的孔排出。

更具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種家電設備，所述家電設備包括水容器和與所述容器連通的水供給系統(tǒng)，所述水容器且如有必要所述水供給系統(tǒng)包括至少一種防水垢劑，并且所述家電設備包括用于將來自所述容器或包含在所述容器中的水煮沸和/或蒸發(fā)的機構(例如在家電設備是熨燙設備的蒸汽發(fā)生器的情況下的蒸發(fā)室，或更簡單地是電燒水器的電阻)。

作為可在本發(fā)明的范圍中使用的家電設備，可尤其列舉蒸汽熨斗，蒸汽發(fā)生器，蒸汽清潔器，蒸汽平整器，蒸汽吸塵器，處理自來水的家用設備，蒸汽爐，蒸汽蒸煮器，滅菌器，洗牙器，分配冷水或熱水的龍頭(fontaine)，咖啡機，煮茶壺，燒水器，諸如蒸汽拉直器的用于個人護理的設備。

根據(jù)本發(fā)明，防水垢劑是可生物降解的制劑，其至少部分地可溶于水，且優(yōu)選地完全可溶于水。

相對于傳統(tǒng)地使用在與水介質接觸的家電設備的領域中的防水垢劑(例如基于磷酸鹽的衍生物，或磷酸碳酸鹽，或羧基聚合物或甚至芳香族多胺)，可用于本發(fā)明范圍內的防水垢劑具有至少相同的效率，同時允許取消對于桶的維護操作。此外，因為防水垢劑是可生物降解的，其對環(huán)境的影響更小，并且必然對人無害。

優(yōu)選地，這些防水垢劑具有可食用的特性。

存在于所述水容器中的所述防水垢劑的含量介于0.5ppm和1000ppm之間，優(yōu)選地介于0.5ppm和500ppm之間。低于0.5ppm時，防水垢劑將無效，然而高于1000ppm時，這意味著相對于產(chǎn)生的效果而言，加入到容器中的防水垢劑的量過大。

優(yōu)選地，所述防水垢劑在蘆薈，聚天冬氨酸(PASP)，蒼耳烷，腐殖酸，葉酸，聚馬來酸，聚環(huán)氧琥珀酸，亮氨酸，黑兒茶，橄欖，銀白指甲草及其混合物中選擇。

當然，在防水垢劑基于諸如橄欖、黑兒茶和銀白指甲草的植物實現(xiàn)的情況下，這些植物的活性成分也可以提純的形式被使用以便獲得更佳的效率。

優(yōu)選地，作為所述防水垢劑，使用蘆薈和聚天冬氨酸(PASP)的混合物。

根據(jù)本發(fā)明的防水垢劑可根據(jù)以下單獨的或組合的多種可能的作用方式(形成速度，結晶形狀，尺寸等等)而對抗水垢的形成：

-防水垢劑可例如通過改變碳酸鈣CaCO₃的晶體形狀(其能夠防止碳酸鈣CaCO₃晶體的發(fā)展)，延緩碳酸鈣CaCO₃晶體的沉積，

-防水垢劑能夠在碳酸鈣CaCO3的沉積開始后，減小碳酸鈣CaCO3的沉積的運動

-晶體的最終尺寸也能夠被改變，這可阻止可見顆粒被帶到且沉積在衣物上。

可例如嘗試將一種延緩碳酸鈣CaCO₃的晶體的形成的防水垢劑與影響其形成運動的另一種防水垢劑組合使用。

因此，本發(fā)明的目的還在于提供一種用于抑制在與水介質接觸的家電設備中的水垢的形成和沉積的方法，所述方法包括在待處理的所述水介質中加入然后擴散可生物降解的防水垢劑，所述防水垢劑可溶于水并且含量包含在0.5ppm和1000ppm之間，優(yōu)選地含量包含在0.5ppm和500ppm之間，以便抑制碳酸鈣(CaCO₃)的晶核形成和/或增長。

本發(fā)明的目的還在于提供一種方法，所述方法用于限制顆粒在諸如燒水壺的熱水器中的聚集，或用于限制在諸如熨斗底板的瞬時蒸發(fā)器中的干的提取物的聚集，所述方法包括在待處理的所述水介質中加入然后擴散可生物降解的防水垢劑，所述防水垢劑可溶于水并且含量包含在0.5ppm和1000ppm之間，優(yōu)選地含量包含在0.5ppm和500ppm之間，以便抑制碳酸鈣(CaCO₃)的沉積運動。

無論設計的方法是什么(也就是說無論為了在家電設備中抑制水垢的形成和沉積或為了限制干的提取物在蒸發(fā)器或沸騰器中的聚集)，防水垢劑優(yōu)選地以液態(tài)的形式被導入到水介質中，該導入可例如通過微定量在手動或自動模式而實現(xiàn)。

但將以固態(tài)的形式的防水垢劑導入到水介質中也是可以的，例如導入到鹽析基質中，或在有孔的結構中被稀釋，或甚至設置在容器入口處的固態(tài)形式，其通過擴散在水介質中起作用。

所述家電設備是諸如上文描述的家電設備。

附圖說明

通過以下參照附圖且以非限定性示例方式給出的描述，將更好地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征，在附圖中：

-圖1示出具有瞬時蒸發(fā)室的傳統(tǒng)蒸汽熨斗的剖視示意圖，使用該蒸汽熨斗以便實現(xiàn)在下文描述的在加速的持久度測試平臺上的實驗；

-圖2示出圖1的熨斗的底板的蒸發(fā)室的內部在加速的持久度測試平臺上的實驗之后的照片，所述在加速的持久度測試平臺上的實驗包括通過不具有防水垢劑的40升自來水(硬度為27°F)(底板溫度約為200℃)；

-圖3示出掃描電子顯微鏡(SEM)的圖像，所述圖像示出圖2所示的熨斗底板的蒸發(fā)室的內部的結垢區(qū)域的細節(jié)圖；

-圖4示出圖1的熨斗的底板的蒸發(fā)室的內部在加速的持久度測試平臺上的實驗之后的照片，所述在加速的持久度測試平臺上的實驗包括通過40升自來水(硬度為27°F)，在所述自來水中加入根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的一種防水垢劑，

-圖5示出掃描電子顯微鏡(SEM)的圖像，所述圖像示出圖4所示的熨斗底板的蒸發(fā)室的內部的結垢區(qū)域的細節(jié)圖；

-圖6示出圖1的熨斗的底板的蒸發(fā)室的內部在加速的持久度測試平臺上的實驗之后的照片，所述在加速的持久度測試平臺上的實驗包括通過40升自來水(硬度為27°F)，在所述自來水中加入根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施方式的另一種防水垢劑，

-圖7示出圖1的熨斗的底板的蒸發(fā)室的內部在使用自來水(硬度為27°F)之后的照片，在所述自來水中加入根據(jù)現(xiàn)有技術的聚磷酸鹽類型的傳統(tǒng)的防水垢劑，

-圖8示出具有分離的蒸汽發(fā)生器的熨斗的剖視示意圖，使用該熨斗以便實現(xiàn)在下文所述的蒸汽發(fā)生器上的持久度實驗，

-圖9示出照片，所述照片示出：

*在大的容器中，來自圖1的熨燙設備的不銹鋼制的桶的水的外觀，所述水在對蒸汽發(fā)生器的持久度實驗結束時收集，和

*在小的容器中，在桶的出口處通過電動閥門的沉積物的聚集，在該情況中，初始被導入到蒸汽發(fā)生器的容器中的水不包括防水垢劑，

-圖10示出照片，所述照片示出：

*在大的容器中，來自圖1的熨燙設備的不銹鋼制的桶的水的外觀，所述水在對蒸汽發(fā)生器的持久度實驗結束時收集，和

*在小的容器中，在桶的出口處通過電動閥門的沉積物的聚集，在該情況中，初始被導入到蒸汽發(fā)生器的容器中的水包括根據(jù)本發(fā)明的可生物降解的防水垢劑。

具體實施方式

在加速的持久度測試平臺上的實驗的實驗記錄

該持久度實驗在加速的持久度測試平臺上實現(xiàn)。

為此使用圖1所示的蒸汽熨斗1。該蒸汽熨斗1包括水容器2和與所述容器2連通的水供給系統(tǒng)4。所述蒸汽熨斗1還包括用于將來自容器2或包含在容器2中的水煮沸和/或蒸發(fā)和/或加熱的加熱機構。

在加速的持久度測試平臺上的持久度實驗在于將40升自來水(硬度為27°F)，以10s工作和10s停止的交替循環(huán)的方式、以約為30g/min注入到熨斗的底板的蒸發(fā)室中，所述蒸發(fā)室保持靜止以便聚集沉積。水容器中的水直接落入到熨斗的加熱底板中以便瞬時地蒸發(fā)。

該實驗的結果在圖2至圖7中示出，所述結果在下面的結果表格1中被注釋。

表格1

在蒸汽發(fā)生器上的持久度實驗的實驗記錄

第二種持久度實驗借助圖8所示的具有分離的蒸汽發(fā)生器的熨斗而實現(xiàn)。

蒸汽發(fā)生器1傳統(tǒng)地由用于產(chǎn)生壓力下的蒸汽的壓力下的桶10、水容器11和泵12構成。容器11被熨燙設備的使用者填充冷水，并且該冷水通過泵12規(guī)則地傳送到壓力下的桶10中，在該壓力下的桶10中，水溫達到140℃。冷水在壓力下的桶中被蒸發(fā)并且蒸汽通過供給線纜14朝向熨斗12傳送。

實驗涉及將通過泵12注入到壓力下的桶10中的水蒸發(fā)，并且將水的溫度保持在略微大于100℃。這樣處理的水有8升。

該實驗的結果在圖9和圖10中示出，其在下文中被評論：

-圖9示出照片，所述照片示出在最初導入到蒸汽發(fā)生器的容器中的水不含防水垢劑的情況下，在發(fā)生器上的持久度測試結束時收集到的來自桶的水的外觀(大瓶)，和在水到達熨斗底板之前，在電動閥門的出口處收集到的水的外觀(小瓶)：

●觀察到大瓶中的水是渾濁的，因為存在懸浮的水垢，并且

●觀察到水垢顆粒沉積在兩個瓶子的底部。

-圖10也示出照片，所述照片示出在最初導入到蒸汽發(fā)生器的容器中的水包含根據(jù)本發(fā)明的方法的防水垢劑(2ppm的聚天冬氨酸和300ppm的蘆薈)的情況下，在發(fā)生器上的持久度測試結束時收集到的來自桶的水的外觀(大瓶)，和在水到達熨斗底板之前，在電動閥門的出口處收集到的水的外觀(小瓶)：

●觀察到大瓶的水是清澈的：不存在懸浮的水垢，并且

●觀察到在所述兩個瓶中的每個瓶的底部沉積了很少的水垢顆粒，甚至完全未沉積水垢顆粒。