RU2693753C1 - Бытовой прибор с самоочищающейся поверхностью и способ его изготовления - Google Patents
Бытовой прибор с самоочищающейся поверхностью и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693753C1 RU2693753C1 RU2018132927A RU2018132927A RU2693753C1 RU 2693753 C1 RU2693753 C1 RU 2693753C1 RU 2018132927 A RU2018132927 A RU 2018132927A RU 2018132927 A RU2018132927 A RU 2018132927A RU 2693753 C1 RU2693753 C1 RU 2693753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- micro
- self
- household appliance
- dimensional structure
- geometrical shape
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 4
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 4
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- YXVFQADLFFNVDS-UHFFFAOYSA-N diammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(C(=O)O)CC([O-])=O YXVFQADLFFNVDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012167 epicuticular wax Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000013042 solid detergent Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B17/00—Methods preventing fouling
- B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
- B08B17/06—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
- B08B17/065—Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement the surface having a microscopic surface pattern to achieve the same effect as a lotus flower
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
- B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
- B29C2059/023—Microembossing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2791/00—Shaping characteristics in general
- B29C2791/004—Shaping under special conditions
- B29C2791/009—Using laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Изобретение относится к бытовому прибору по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью. Бытовой прибор (18, 21) по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью (20, 33, 37), предусмотренной на базовом материале (16), в котором самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) содержит множество двойных микроразмерных структур (3). Двойная микроразмерная структура (3) образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а другая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму (2). Одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой (2) расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой. При этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки (2). Высота микростержня в 3-5 раз превышает высоту микроячейки, а ширина микростержня равна ширине микроячейки. Технический результат: обеспечение поверхности с супергидрофобными свойствами, что обеспечивает улучшенную способность поверхности бытового прибора к самоочистке, при этом очистку бытового прибора согласно изобретению можно исключить или по меньшей мере проводить реже и с меньшей интенсивностью. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к бытовому прибору по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью, предусмотренной на базовом материале, в котором самоочищающаяся поверхность содержит множество двойных микроразмерных структур, и к способу его изготовления.
Уровень техники
Съем материала с твердой подложки с образованием микроразмерных и/или наноразмерных структур обычно называют микромеханической обработкой. Процесс лазерной абляции представляет собой один из вариантов микромеханической обработки с применением высокоэнергетических лазерных лучей для съема материала с поверхности твердой подложки. Изменение структуры поверхности твердой подложки позволяет также изменить свойства поверхности. Например, при формировании микроразмерных и/или наноразмерных структур можно изменить гидрофобность поверхности, например, таким образом, чтобы усилить ее водоотталкивающие свойства.
В природе этот эффект можно наблюдать на листьях лотоса, известных своей способностью к самоочистке. Поверхность листьев лотоса содержит выраженные микроразмерные и наноразмерные структуры. Вода обладает довольно большим поверхностным натяжением, вследствие чего форма капель воды приближена к сферической. Сфера имеет минимальную площадь поверхности и, тем самым, наименьшую поверхностную энергию. При контакте с поверхностью силы адгезии распределяют каплю и полностью или частично смачивают поверхность. Степень смачивания зависит от свойств поверхности, в частности, структуры, и поверхностного натяжения воды или жидкости в общем смысле. Поверхность листьев лотоса имеет двойную структуру, значительно уменьшающую площадь контакта и силу адгезионного взаимодействия между каплей и поверхностью, что придает листьям гидрофобность и высокую водоотталкивающую способность. Иерархическая двойная структура образована характерными сосочками высотой 10-20 мкм и шириной 10-15 мкм с наложенным эпикутикулярным воском.
Показателем гидрофобности поверхности служит угол контакта капли с поверхностью. Чем больше угол контакта, тем большей гидрофобностью обладает поверхность. Поверхности с углом контакта <95° называют гидрофильными, а поверхности с углом контакта >95° - гидрофобными. Поверхности с углом контакта до 160-180° считают супергидрофобными, что означает вступление в контакт с поверхностью не более 3-0,5% площади капли, приводящее к наблюдаемому эффекту самоочистки.
Капли воды, скатывающиеся с поверхности, подхватывают частицы грязи и, таким образом, легко удаляют их. Когда капля воды скатывается по загрязненной поверхности, адгезия между частицей грязи, независимо от ее состава, и каплей будет выше адгезии между частицей и поверхностью.
Бытовой прибор может соприкасаться с пылью, грязью, продуктами питания или кожей человека. Это может привести к нарушению уровня чистоты и, что более важно, гигиены, так как в долгосрочной перспективе на бытовом приборе могут оседать и размножаться микроорганизмы.
По существу, наличие пятен на внешних частях бытового прибора связано с низким уровнем гигиены. Такие поверхности как нержавеющая сталь или стекло часто трудно поддаются очистке. Для удаления некоторых пятен, например, пригоревших остатков, от пользователя также требуются большие усилия. Пятна от продуктов питания возникают при приготовлении пищи (кухонные плиты, печи), а также при хранении продуктов в бытовых приборах, например, в холодильниках.
Кроме того, изделия с различными загрязнениями очищают, по существу, в водопроводящих бытовых приборах. В частности, в посудомоечных машинах накапливаются остатки пищи, а диапазон загрязнений, удаляемых с белья в стиральных машинах, обычно еще шире. Таким образом, в частности, на труднодоступных участках может накапливаться грязь, служащая хорошей питательной средой для микроорганизмов или способная выделять неприятные запахи.
Поэтому желательно придать поверхностям бытового прибора способность к самоочищению.
В уровне техники известны материалы с модифицированной поверхностью.
В патентном документе US 2015/0136226 А1 раскрыт металл или металлический сплав, содержащий по меньшей мере один участок поверхности с множеством микроразмерных структурных форм и с множеством наноразмерных структурных форм, причем по меньшей мере один участок поверхности обладает супергидрофобными свойствами, причем по меньшей мере один участок поверхности имеет спектральную отражательную способность менее 60% в отношении по меньшей мере некоторых длин волн электромагнитного излучения в диапазоне от 0,1 до 500 мкм.
В патентном документе US 5,635,089 раскрыта поверхность материала, содержащая периодические конические поверхностные структуры высотой менее 200 микрон и толщиной менее 100 микрон. Кроме того, поверхность содержит впадины шириной менее 300 микрон между упомянутыми коническими поверхностными структурами.
В патентном документе US 4,972,061 раскрыт способ изменения отражательной способности поверхности материала, содержащий этапы облучения поверхности пучком когерентного импульсного излучения, причем уровень мощности указанного импульсного излучения достаточен для расплавления поверхности и, тем самым, образования поверхностной плазмы, в результате чего ударная волна, связанная с поверхностной плазмой, придает указанной поверхности шероховатость; и многократного прохождения этим лучом по указанной поверхности с последовательным образованием близко расположенных линий на этой поверхности в результате придания этой поверхности шероховатости.
В патентном документе WO 2015/048504 А2 раскрыта искусственная поверхность, отталкивающая жидкости и содержащая: поверхность с множеством микроструктур, расположенных с шагом менее 500 мкм, и двойной топологией входящего угла, расположенной на соответствующих базовых структурах, содержащая фракцию (fs) контакта жидкости и твердого тела в количестве менее 50%, причем двойная топология входящего угла содержит часть крышки и выступ, проходящий вниз от периферийной части крышки.
В патентном документе US 2013/0138103 А1 раскрыт электрохирургический инструмент с микро/наноструктурой, содержащий: ручку, лезвие, расположенное на конце ручки и содержащее микро/наноструктуру, состоящую из микро-/наноэлементов.
В патентном документе US 2004/0208791 А1 раскрыта ультрафобная поверхность, содержащая: подложку с поверхностью, на которой выполнено множество, по существу, единообразных неровностей, расположенных под одинаковым углом относительно подложки, причем неровности расположены таким образом, чтобы плотность контактной линии поверхности, измеренная в метрах контактной линии на квадратный метр площади поверхности, была равна или превышала плотность контактной линии «ΛL», определенную по формуле:
где γ - поверхностное натяжение жидкости, вступающей в контакт с поверхностью, выраженное в Ньютонах на метр, θа,0 - экспериментально измеренный истинный наступающий угол смачивания материала неровности в градусах, а ω - угол подъема неровности в градусах, причем поверхность демонстрирует границу раздела жидкость/твердое тело/газ при жидкости под давлением по меньшей мере в одну атмосферу.
В патентном документе ЕР 2669040 А1 раскрыт способ получения поверхности, в котором поверхность содержит структуры субмикронного размера. Поверхность содержит материал, в состав которого входит по меньшей мере один керамический материал, по меньшей мере одно неорганическое стекло, углерод, бор, кремний, по меньшей мере одно неорганическое волокно и/или неволокнистый углерод и/или нитрид бора, содержащий композитный материал с керамической и/или углеродной матрицей, по меньшей мере один металлокерамический композитный материал или по меньшей мере один композитный материал, который выполнен из металла и/или металлического сплава и содержащий теплопроводящие частицы и/или волокна из углерода и/или нитрида бора, и который может быть по меньшей мере частично покрыт оксидным слоем, или представляющий собой сочетание по меньшей мере двух из вышеперечисленных пунктов. Исходную поверхность материала, которая еще не имеет структур субмикронного размера и доступна лазерному облучению, и на которой должны быть выполнены поверхностные структуры, полностью сканируют импульсным лазерным лучом один или несколько раз таким образом, чтобы соседние пятна лазерного луча соприкасались друг с другом без зазора или наложения, с соблюдением следующих условий: примерно 0,07 ≤ ε < примерно 3000.
где:
РР: максимальная мощность импульса исходящего лазерного излучения [кВт];
Pm: средняя мощность импульса исходящего лазерного излучения [Вт];
t: длина лазерного импульса [нс], причем t составляет от 0,1 до примерно 4000 нс;
f: частота повторения лазерных импульсов [кГц];
v: скорость сканирования поверхности заготовки [мм/с];
d: диаметр лазерного луча на заготовке [мкм];
α: поглощение лазерного излучения облученным материалом [%] при нормальных условиях;
λ: длина волны лазерного излучение [нм], причем λ=от примерно 100 до 11000 нм;
TL: температура плавления материала [К] при нормальном давлении;
сР: удельная теплоемкость [Дж/кгК] при нормальных условиях;
κ: удельная теплопроводность [Вт/мК] при нормальных условиях, причем атмосфера, в которой осуществляется процесс, представляет собой вакуум, газ или газовую смесь, инертную по отношению к поверхности, при условии, что до и после сканирования лазерным лучом не будет применен связующий агент.
Раскрытие сущности изобретения
Таким образом, ввиду вышеуказанного, задачей настоящего изобретения является разработка бытового прибора с улучшенной способностью к очистке, а также способа его изготовления.
Задача настоящего изобретения решена бытовым прибором и способом его изготовления с признаками, раскрытыми в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы. Предпочтительные варианты осуществления бытового прибора соответствуют предпочтительным вариантам способа, даже если на это не сделано явных указаний.
Таким образом, изобретением предложен бытовой прибор по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью базового материала, содержащей множество двойных микроразмерных структур, причем двойная микроразмерная структура образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а другая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму, причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, при этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки.
Согласно настоящему изобретению, под двойной микроразмерной структурой понимают структурную единицу, образованную двумя одиночными микроразмерными структурами с различной геометрической формой, причем одиночная микроразмерная структура с первой геометрической формой образует базовую часть, а одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой образует верхнюю часть. Предпочтительно, одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой представляет собой повторную отливку расплава. Согласно изобретению, первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки.
В предпочтительном варианте осуществления двойные микроразмерные структуры разделены микроканалами. Микроканалы могут иметь любую форму, в частности, открытую и/или по меньшей мере частично закрытую. Тем не менее, предпочтительны закрытые микроканалы.
Предпочтительно, закрытые микроканалы способны удерживать внутри небольшой объем захваченного воздуха, выступающего в качестве микроподушки. Такая микроподушка может способствовать дополнительному уменьшению площади контакта между каплей воды или водной текучей среды и самоочищающейся поверхностью.
Если двойные микроразмерные структуры разделены микроканалами, ширина таких микроканалов составляет, предпочтительно, от 5 до 25 мкм. В более предпочтительном варианте ширина микроканалов составляет от 10 до 15 мкм.
Предпочтительно, микроканалы могут образовывать непрерывную сеть каналов.
Согласно настоящему изобретению, двойная микроразмерная структура образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а вторая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму, и причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой.
Размер двух одиночных микроразмерных структур, образующих двойную микроразмерную структуру, выбирают таким образом, чтобы размер каждой из двух одиночных микроразмерных структур и размер двойной микроразмерной структуры оставался в пределах микронного диапазона.
Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления высота Н1 одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой превышает высоту Н2 одиночной микроразмерной структуры со второй геометрической формой. Предпочтительно, соотношение между Н1 и Н2 составляет 3:2, более предпочтительно 4:1, еще более предпочтительно 5:1.
Выражение «микростержень» не носит ограничительного характера и может быть заменено, например, выражениями «микроколонна», «микростопка», «микростойка», «микроопора» или иными подобными терминами. Оно просто описывает твердое тело, отходящее от поверхности. Тем не менее в дальнейшем будет использоваться выражение «микростержень».
Микростержень может иметь любую форму. Он может быть прямоугольным, круглым, расширяющимся, сужающимся или имеющим переменный диаметр, например, может иметь форму конуса.
Предпочтительно, высота микростержня составляет от 1 до 25 мкм (более предпочтительно от 3 до 5 мкм), а ширина - от 1 до 25 мкм (более предпочтительно от 5 до 15 мкм).
Выражение «микроячейка» также не носит ограничительного характера и включает в себя все структуры, образующие открытые или закрытые полости, в частности, например, микропоры, микрорамки, микропустоты или иные подобные формы. Тем не менее, в дальнейшем будет использоваться выражение «микроячейка».
Микроячейка может иметь любую форму. В частности, она может иметь круглую, прямоугольную или даже сложную неравномерную форму.
Согласно изобретению, микроячейка расположена поверх микростержня. Предпочтительно, высота микростержня в 3-5 раз, более предпочтительно в 4 раза, превышает высоту микроячейки. В более предпочтительном варианте ширина микростержня, по существу, равна ширине микроячейки.
Площадь соприкосновения капли воды или водной текучей среды и поверхности связана со статическим контактным углом капли. Величина статического контактного угла смачивания является мерой гидрофобности поверхности. Статический контактный угол смачивания <95° указывает на гидрофильную поверхность, а контактный угол смачивания >95° указывает на гидрофобную поверхность. Статический контактный угол смачивания 160-180° указывает на супергидрофобную поверхность, сопоставимую с листом лотоса.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность имеет статический контактный угол смачивания 160-180°. Предпочтительно, площадь соприкосновения капли воды или водной жидкости составляет от 3 до 0,5%.
Неожиданно обнаружилось, что при непрерывном нанесении капель воды самоочищающаяся поверхность, предложенная изобретением, не смачивается, и капли по достижении критического объема на поверхности в высокой степени склонны к скатыванию. Что еще более важно, обнаружилось, что капли воды сливаются после контакта с поверхностью, образуя капли большего размера. Этот так называемый эффект каскадного слияния, наблюдаемый на самоочищающейся поверхности согласно изобретению, используют, например, для формирования сливающимися каплями воды жидкого моста между соседними частицами, например, частицами грязи, и преобразования в кластеры, удаляемые с поверхности вместе с частицами.
Базовый материал, на котором предусмотрена по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность, может быть любым. Безусловно, он зависит от вида бытового прибора и расположения самоочищающейся поверхности.
Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на базовом материале, выбранном из группы, состоящей из металлов и металлических сплавов. В более предпочтительном варианте по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на алюминии или алюминиевом сплаве. В еще более предпочтительном варианте по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на алюминии.
В следующем предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на базовом материале, выбранном из группы, состоящей из стекла, керамики, полимеров и их комбинаций. В более предпочтительном варианте по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на базовом материале, выбранном из группы, состоящей из керамики, полимеров и их комбинаций. В еще более предпочтительном варианте по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность предусмотрена на полимерном материале.
Кроме того, форма и размер базового материала могут быть любыми. Предпочтительно, базовый материал представляет собой пленку. Такую пленку можно наносить на соответствующие элементы бытового прибора, например, путем склеивания или расплавления. Кроме того, такие пленки можно располагать непосредственно в пресс-форме и, соответственно, непосредственно использовать для изготовления элементов бытового прибора.
Согласно изобретению, бытовой прибор может быть любым.
Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления изобретения бытовой прибор используется для хранения, обработки и/или приготовления пищи. Под «хранением» понимают, в частности, хранение продуктов питания в защищенной среде для предотвращения или замедления процесса порчи. Такая защищенная среда может предусматривать, например, охлаждение или замораживание. Под «обработкой» понимают, в частности, резание, выдавливание, перемешивание или замешивание продуктов питания, в частности, овощей, фруктов, сливок или теста. Под «приготовлением» понимают, в частности, варку, выпечку, обработку в микроволновой печи, экстракцию или ферментацию продуктов питания.
Если бытовой прибор используется для хранения, обработки и/или приготовления пищи, его выбирают, предпочтительно, из группы, в которую входит холодильник, морозильник, кофеварка, духовая печь, микроволновая печь, пароварка, кухонный комбайн и соковыжималка.
В предпочтительном варианте осуществления бытовой прибор представляет собой водопроводящий бытовой прибор. По существу, водопроводящий бытовой прибор представляет собой бытовой прибор, в процессе эксплуатации которого используется вода. Предметами, подлежащими очистке, может быть, в частности, посуда или предметы одежды. Согласно изобретению, под очисткой может пониматься освежение. Соответственно, водопроводящий бытовой прибор также может представлять собой сушильную машину.
Предпочтительно, если описываемый изобретением бытовой прибор представляет собой водопроводящий бытовой прибор, его выбирают из группы, в которую входит посудомоечная, стиральная, стирально-сушильная и сушильная машина. В более предпочтительном варианте водопроводящий бытовой прибор представляет собой посудомоечную машину.
Кроме того, бытовым прибором согласно изобретению может быть водонагреватель, паровой утюг, увлажнитель воздуха, кондиционер, устройство для очистки и ухода за полами, пылесос или кухонная вытяжка.
В описываемом изобретением бытовом приборе самоочищающейся может быть, по существу, любая поверхность. Поверхность может быть внутренней или наружной.
В предпочтительном варианте осуществления самоочищающаяся поверхность представляет собой наружную поверхность. Под наружной поверхностью может пониматься внешняя поверхность ручки, рукоятки, держателя, органа управления или переключателя, например, переключателя света, поручня, ползунка, управляющего колеса, ползункового регулятора или сенсорного (чувствительного к прикосновению) элемента.
Кроме того, наружной поверхностью может быть также поверхность шкалы или весов.
Предпочтительно, наружной поверхностью может быть также поверхность раковины или варочной панели.
В следующем предпочтительном варианте осуществления самоочищающаяся поверхность представляет собой внутреннюю стенку контейнера и/или рабочего компонента бытового прибора.
Контейнер может представлять собой приемный контейнер для предметов, подлежащих обработке, хранению и/или приготовлению, например, внутри охлаждающего устройства, в частности, холодильника или морозильника, или внутри духовой или микроволновой печи. Кроме того, приемный контейнер может также представлять собой контейнер кухонного комбайна, в котором обрабатываются продукты питания. Кроме того, таким приемным контейнером может быть барабан стиральной или стирально-сушильной машины или внутреннее пространство посудомоечной машины, в которое укладываются предметы, подлежащие очистке.
Кроме того, контейнер может представлять собой резервуар или диспенсер. В качестве примера можно привести резервуары для хранения сточных вод в стиральных машинах и дозаторы моющих средств. Кроме того, примером может служить емкость для молока в кофеварке, которая легче поддается очистке вследствие меньшего загрязнения стенок.
Кроме того, контейнер может представлять собой контейнер для временного хранения мусора, отходов или испорченной еды. В таком случае самоочищающаяся поверхность служит также для повышения уровня гигиеничности, так как она препятствует налипанию загрязнений на поверхность контейнера.
Под рабочим компонентом может пониматься, например, конденсатор или фильтр. Если бытовой прибор, описываемый изобретением, представляет собой стирально-сушильную машину, можно облегчить и упростить удаление волокон, накопившихся на конденсаторе или фильтре во время сушки.
Кроме того, настоящее изобретение раскрывает способ изготовления бытового прибора по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью, предусмотренной на базовом материале, причем самоочищающаяся поверхность содержит множество двойных микроразмерных структур, причем двойная микроразмерная структура образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а вторая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму, и причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, причем первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки, при этом двойные микроразмерные структуры получают в процессе лазерной абляции.
В процессе лазерной абляции обычно применяют высокоэнергетические лучи. Такие высокоэнергетические лазерные лучи обычно используют в импульсном режиме, причем импульс имеет определенную, обычно сверхкороткую длительность, и лазерные импульсы повторяют с определенной частотой.
Длительность и частота повторения высокоэнергетических лазерных импульсов в процессе лазерной абляции не ограничены. Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления множество двойных микроразмерных структур получают путем приложения импульсов наносекундной длительности с частотой от 50 до 200 кГц.
Для осуществления процесса лазерной абляции мощность лазера должна быть достаточно высока, чтобы превышать порог абляции обрабатываемого материала. Таким образом, сам лазер и его мощность выбирают таким образом, чтобы можно было выполнять лазерную абляцию обрабатываемого базового материала лазерными импульсами наносекундной длительности.
Размер и тип микроразмерных структур, полученных в процессе лазерной абляции, могут зависеть от размера пятна и смещения луча лазера. Эти параметры выбирают таким образом, чтобы методом лазерной абляции можно было получить множество двойных микроразмерных структур, причем двойная микроразмерная структура образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а вторая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму, причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, при этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки.
Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления лазер представляет собой УФ-лазер с рабочей мощностью от 300 до 1000 мВт и смещением луча от 5 до 50 мкм.
Как правило, для получения множества двойных микроразмерных структур на поверхности методом лазерной абляции необходимо перемещать лазерный луч по обрабатываемой поверхности или саму поверхность. Кроме того, лазерный луч и поверхность могут перемещаться друг относительно друга.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения изготовление множества двойных микроразмерных структур осуществляют путем перемещения поверхности в направлении X-Y со скоростью от 40 до 200 мм/с. Поэтому базовый материал, на котором должна быть выполнена самоочищающаяся поверхность, можно расположить на подставке, выполняющей поступательное перемещение в плоскости X-Y. Предпочтительно, подставку, поступательно перемещающуюся в плоскости X-Y, можно наклонять и перемещать в направлении Z.
В следующем предпочтительном варианте осуществления лазер представляет собой УФ-лазер с мощностью от 300 до 1000 мВт и со смещением луча от 5 до 50 мкм. В процессе лазерной абляции алюминиевую фольгу толщиной 100 мкм располагают на подставке, выполняющей поступательное движение в плоскости X-Y, и воздействуют на поверхность фольги импульсами наносекундной длительности с частотой от 50 до 200 кГц, в то время как алюминиевая фольга перемещается в направлениях X и Y со скоростью от 40 до 200 мм/с.
Предпочтительно, процесс лазерной абляции выполняют за один этап.Под «одним этапом» понимают одновременное изготовление множества двойных микроразмерных структур, причем двойная микроразмерная структура образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а вторая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму, причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, при этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки. Согласно изобретению, такой результат может быть достигнут путем расплавления определенного объема материала в процессе лазерной абляции. После этого расплав может быть посажен на одиночную микроразмерную структуру, имеющую первую геометрическую форму, для формирования одиночной микроразмерной структуры, имеющей вторую геометрическую форму.
Предпочтительно, процесс лазерной абляции осуществляется непосредственно. Под выражением «непосредственно» понимают, в частности, отсутствие покрытия или иной подобной обработки поверхности базового материала до выполнения лазерной абляции. Таким образом, поверхность базового материала подвергают прямому воздействию высокоэнергетических лазерных импульсов. Тем не менее, предпочтительно, поверхность материала очищают органическим растворителем до и после процесса лазерной абляции. Предпочтительно, органический растворитель представляет собой ацетон.
Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что очистку бытового прибора согласно изобретению можно исключить или по меньшей мере проводить реже и с меньшей интенсивностью. Эффект самоочищения долговечен вследствие устойчивого изменения структуры поверхности базового материала. Кроме того, производственный процесс отличается экологической чистотой. По сравнению с другими технологиями лазерной абляции он экономичен и может быть легко адаптирован для использования в автоматизированных производственных цепочках. Диапазон базовых материалов, доступных для изготовления таких поверхностей, достаточно широк, и двойные микроразмерные структуры можно получать всего за один этап с высокой точностью и воспроизводимостью.
Краткое описание чертежей
Изобретение раскрыто ниже со ссылкой на фигуры 1-4, на которых изображено:
Фигура 1: множество двойных микроразмерных структур, изготовленных на поверхности согласно одному их вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фигура 2: станция лазерной абляции, пригодная для осуществления процесса лазерной абляции согласно одному их вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фигуры 3 и 4: бытовые приборы согласно двум вариантам осуществления настоящего изобретения.
Возможны и другие варианты осуществления.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 представлен снимок 1 растрового электронного микроскопа, на котором показано множество микроструктур, выполненных на поверхности в процессе лазерной абляции. На фигуре 1 можно наблюдать формирование микроячеек 2 поверх микростержней с образованием двойных микроразмерных структур 3. Микроячейки 2 образуются путем придания расплаву новой формы сверху микростержней. Часть микростержня остается видна внутри микроячейки 2.
Кроме того, двойные микроразмерные структуры 3 разделены микроканалами 4 шириной от 10 до 15 мкм.
На фигуре 2 схематично изображена рабочая станция 39 для лазерной абляции, пригодная для осуществления процесса лазерной абляции в соответствии с настоящим изобретением. Наносекундный УФ-лазерный источник 5 направляет луч через ряд оптических элементов на поверхность материала 16. Лазерный луч направляют от лазерного источника 5 на акустический оптический модулятор 6 для выбора нужной частоты. После этого лазерный луч отклоняют зеркалами 7-10 таким образом, чтобы луч поступал в расширитель 11 луча. После этого лазерный луч пропускают через аттенюатор 12 для выбора нужной мощности. Далее лазерный луч фокусируют трансляционным зеркалом 13 в фиксированном оптическом элементе 14 или гальваносканере 15 в диапазоне от 10 до 30 мкм. Материал помещают на подставку 17 для поступательного перемещения в плоскости X-Y, способную перемещаться в направлениях X-Y и Z, а также наклоняться и поворачиваться.
На фигуре 3 схематично изображена наружная поверхность холодильника 18 в качестве варианта бытового прибора согласно изобретению. Корпус 19 холодильника 18 изображен с ручкой 20, предназначенной для открытия двери холодильника 18. Ручка 20 имеет самоочищающуюся поверхность. Таким образом, если пользователь прикасается к рукоятке 20, оставляя на ней частицы грязи, ручку 20 легко очистить, промыв ее водной жидкостью или просто водой.
На фигуре 4 схематично изображены соответствующие элементы стиральной машины 21 как одного из вариантов осуществления бытового прибора в соответствии с изобретением. Стиральная машина 21, показанная на фигуре 1, содержит бак 22 для стирального раствора. Внутри бака 22 для стирального раствора установлен барабан 23 с возможностью вращения. Барабан 23 может приводиться от приводного двигателя 34. Ось 24 вращения барабана 23 несколько наклонена относительно горизонтали по соображениям эргономики. Внутри барабана 23 расположены захваты 25 для белья и черпаки 26 для стирального раствора. Кроме того, стиральная машина 21 дополнительно оснащена системой подачи воды, содержащей бытовой водопровод 29, клапан 30 и подающую трубу 31, соединенную с баком 22 для стирального раствора через лоток 32 для дозирования стирального средства в барабан 23. Внутренние поверхности дозирующего лотка 32 представляют собой самоочищающиеся поверхности 33, содержащие множество двойных микроразмерных структур в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, при использовании твердых моющих средств или жидких моющих средств, содержащих твердые частицы, можно предотвратить загрязнение внутренних поверхностей дозирующего лотка 32 остатками твердых веществ. Таким образом, в идеале можно обойтись без очистки дозирующего лотка 32.
Кроме того, внутри бака 22 для стирального раствора предусмотрен насос 35 для жидкости 27. Резервуар 36 для воды способен хранить сточные воды после полоскания элементов белья 28. Таким образом, резервуар 36 для воды дополнительно оснащен подающей трубой 38 для воды для полоскания. Внутренние поверхности резервуара 36 для воды представляют собой самоочищающиеся поверхности 37, содержащие множество двойных микроразмерных структур в соответствии с настоящим изобретением. Сточные воды обычно содержат твердые частицы, состоящие, например, из грязи, удаленной с белья 28. Оснащение резервуара 36 для воды самоочищающимися поверхностями 37 позволяет предотвратить прилипание таких частиц грязи к внутренним поверхностям резервуара 36 для воды и поддерживать чистоту резервуара 36 для воды в течение длительного времени.
Список ссылочных обозначений
1 снимок микроячеек на микростержнях, выполненный растровым электронным микроскопом
2 микроячейка
3 двойная микроразмерная структура, часть микростержня видна внутри микроячейки
4 микроканал
5 наносекундный лазерный источник (УФ)
6 акустический оптический модулятор 7-10 зеркала
11 расширитель луча
12 аттенюатор
13 трансляционное зеркало
14 фиксированный оптический элемент
15 гальваносканер
16 поверхность материала
17 подставка, выполненная с возможностью поступательного перемещения в плоскости X-Y
18 бытовой прибор, холодильник
19 корпус
20 наружная поверхность, рукоятка с самоочищающейся поверхностью
21 водопроводящий бытовой прибор, стиральная машина
22 бак для стирального раствора
23 барабан для белья
24 ось вращения барабана
25 захваты для белья
26 черпаки для стирального раствора
27 жидкость
28 белье
29 бытовой водопровод
30 клапан
31 подающая труба
32 лоток для дозирования стирального средства
33 самоочищающиеся поверхности
34 приводной двигатель
35 насос
36 резервуар для воды
37 самоочищающиеся поверхности
38 подающая труба для воды для полоскания
39 процесс лазерной абляции, рабочая станция для процесса лазерной абляции
Claims (13)
1. Бытовой прибор (18, 21) по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью (20, 33, 37), предусмотренной на базовом материале (16), отличающийся тем, что самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) содержит множество двойных микроразмерных структур (3), причем двойная микроразмерная структура (3) образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а другая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму (2), причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой (2) расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, при этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки (2), при этом высота микростержня в 3-5 раз превышает высоту микроячейки, а ширина микростержня, по существу, равна ширине микроячейки.
2. Бытовой прибор (18, 21) по п. 1, отличающийся тем, что двойные микроразмерные структуры (3) разделены микроканалами (4).
3. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) имеет статический контактный угол смачивания от 160° до 180°.
4. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) предусмотрена на базовом материале (16), выбранном из группы, состоящей из металлов и металлических сплавов.
5. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) предусмотрена на базовом материале (16), выбранном из группы, состоящей из стекла, керамики, полимеров и их комбинаций.
6. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что бытовой прибор (18, 21) представляет собой бытовой прибор для хранения, обработки и/или приготовления пищи (18).
7. Бытовой прибор (18, 21) по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что бытовой прибор (18, 21) представляет собой посудомоечную машину или прибор (21) для обработки белья.
8. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность (20, 10 33, 37) представляет собой наружную поверхность (20) бытового прибора (18, 21).
9. Бытовой прибор (18, 21) по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) представляет собой внутреннюю стенку контейнера (33, 37) и/или рабочего компонента в бытовом приборе (18, 21).
10. Способ изготовления бытового прибора (18, 21) по меньшей мере с одной самоочищающейся поверхностью (20, 33, 37), предусмотренной на базовом материале (16), в котором самоочищающаяся поверхность (20, 33, 37) содержит множество двойных микроразмерных структур (3), причем двойная микроразмерная структура (3) образована двумя одиночными микроразмерными структурами, причем одна одиночная микроразмерная структура имеет первую геометрическую форму, а другая одиночная микроразмерная структура имеет вторую геометрическую форму (2), причем одиночная микроразмерная структура со второй геометрической формой (2) расположена поверх одиночной микроразмерной структуры с первой геометрической формой, при этом первая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микростержня, а вторая геометрическая форма представляет собой геометрическую форму микроячейки (2), при этом высота микростержня в 3-5 раз превышает высоту микроячейки, а ширина микростержня, по существу, равна ширине микроячейки, отличающийся тем, что двойные микроразмерные структуры (3) изготавливают в процессе лазерной абляции.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что изготовление множества двойных микроразмерных структур (3) осуществляют посредством приложения лазерных импульсов наносекундной длительности с частотой повторения от 50 до 200 кГц в процессе лазерной абляции.
12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что лазер (5) представляет собой УФ-лазер с рабочей мощностью от 300 до 1000 мВт и смещением луча от 5 до 50 мкм в процессе лазерной абляции.
13. Способ по любому из пп. 10-12, отличающийся тем, что изготовление множества двойных микроразмерных структур (3) осуществляют посредством перемещения поверхности в направлении X-Y со скоростью от 40 до 200 мм/с в процессе лазерной абляции.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201630352 | 2016-03-23 | ||
EP16382132.5 | 2016-03-23 | ||
EP16382132.5A EP3222365A1 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Household appliance with a self-cleaning surface and process for its manufacturing |
ESP201630352 | 2016-03-23 | ||
PCT/EP2017/054495 WO2017162409A1 (en) | 2016-03-23 | 2017-02-27 | Household appliance with a self-cleaning surface and process for its manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2693753C1 true RU2693753C1 (ru) | 2019-07-04 |
Family
ID=58185534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018132927A RU2693753C1 (ru) | 2016-03-23 | 2017-02-27 | Бытовой прибор с самоочищающейся поверхностью и способ его изготовления |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3433034B1 (ru) |
CN (1) | CN109070155A (ru) |
RU (1) | RU2693753C1 (ru) |
WO (1) | WO2017162409A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2725999A1 (es) * | 2018-03-28 | 2019-10-01 | Bsh Electrodomesticos Espana Sa | Cuerpo de polimero termoplastico con una estructura superficial, proceso para su fabricacion, y aparato domestico que comprende el cuerpo de polimero termoplastico |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246514C2 (ru) * | 1999-03-25 | 2005-02-20 | Вильхельм БАРТЛОТТ | Способ изготовления самоочищающихся поверхностей и изделие с такой поверхностью |
CN101531335A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-16 | 西安交通大学 | 飞秒激光制备金属表面超疏水微结构的方法 |
RU2487204C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2013-07-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Ящик с покрытием для моющего средства |
US20140314995A1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-10-23 | Imra America, Inc. | Pulsed laser processing method for producing superhydrophobic surfaces |
WO2015048504A2 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | The Regents Of The University Of California | Liquid-repellent surfaces made of any materials |
US20150136226A1 (en) * | 2006-09-29 | 2015-05-21 | University Of Rochester | Super-hydrophobic surfaces and methods for producing super-hydrophobic surfaces |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4972061A (en) | 1987-12-17 | 1990-11-20 | Duley Walter W | Laser surface treatment |
US5473138A (en) | 1993-07-13 | 1995-12-05 | Singh; Rajiv K. | Method for increasing the surface area of ceramics, metals and composites |
US6852390B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-02-08 | Entegris, Inc. | Ultraphobic surface for high pressure liquids |
US7649198B2 (en) * | 2005-12-28 | 2010-01-19 | Industrial Technology Research Institute | Nano-array and fabrication method thereof |
US20100021985A1 (en) * | 2007-03-20 | 2010-01-28 | The Regents Of The University Of California | Mechanical process for creating particles in fluid |
DE102008025354A1 (de) * | 2008-05-24 | 2009-12-03 | Hochschule Mittweida (Fh) | Einrichtung zur Erzeugung von mikrostrukturierten Funktionsoberflächen auf Substraten mit wenigstens einem Laser |
TWI469762B (zh) * | 2011-11-25 | 2015-01-21 | Ind Tech Res Inst | 具有微奈米結構之電燒刀及其製造方法 |
DE102012016203A1 (de) | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Nanostrukturierung von keramischen, Glas-, Kohlenstoff,- Bor-, Silicium- und Verbundstoff-Materialien |
US9056987B2 (en) * | 2013-01-30 | 2015-06-16 | Illinois Tool Works, Inc. | Super hydrophobic coating |
PL2839970T3 (pl) * | 2013-08-21 | 2018-04-30 | Hueck Rheinische Gmbh | Sposób wytwarzania hydrofobowej albo superhydrofobowej topografii powierzchniowej |
-
2017
- 2017-02-27 RU RU2018132927A patent/RU2693753C1/ru active
- 2017-02-27 CN CN201780019701.1A patent/CN109070155A/zh active Pending
- 2017-02-27 EP EP17707548.8A patent/EP3433034B1/en active Active
- 2017-02-27 WO PCT/EP2017/054495 patent/WO2017162409A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246514C2 (ru) * | 1999-03-25 | 2005-02-20 | Вильхельм БАРТЛОТТ | Способ изготовления самоочищающихся поверхностей и изделие с такой поверхностью |
US20150136226A1 (en) * | 2006-09-29 | 2015-05-21 | University Of Rochester | Super-hydrophobic surfaces and methods for producing super-hydrophobic surfaces |
RU2487204C2 (ru) * | 2007-06-25 | 2013-07-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Ящик с покрытием для моющего средства |
CN101531335A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-16 | 西安交通大学 | 飞秒激光制备金属表面超疏水微结构的方法 |
US20140314995A1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-10-23 | Imra America, Inc. | Pulsed laser processing method for producing superhydrophobic surfaces |
WO2015048504A2 (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | The Regents Of The University Of California | Liquid-repellent surfaces made of any materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3433034A1 (en) | 2019-01-30 |
CN109070155A (zh) | 2018-12-21 |
WO2017162409A1 (en) | 2017-09-28 |
EP3433034B1 (en) | 2024-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rajab et al. | Production of hybrid macro/micro/nano surface structures on Ti6Al4V surfaces by picosecond laser surface texturing and their antifouling characteristics | |
Cardoso et al. | Superhydrophobicity on hierarchical periodic surface structures fabricated via direct laser writing and direct laser interference patterning on an aluminium alloy | |
Yong et al. | A simple way to achieve superhydrophobicity, controllable water adhesion, anisotropic sliding, and anisotropic wetting based on femtosecond-laser-induced line-patterned surfaces | |
Toosi et al. | Superhydrophobic laser ablated PTFE substrates | |
RU2598085C2 (ru) | Нагревательное изделие с микроструктурным термостойким покрытием и способ изготовления такого изделия | |
US7754026B2 (en) | Dishwasher with sonic cleaner | |
RU2693753C1 (ru) | Бытовой прибор с самоочищающейся поверхностью и способ его изготовления | |
Wang et al. | Nanosecond laser texturing with hexagonal honeycomb micro-structure on Titanium for improved wettability and optical properties | |
KR102049702B1 (ko) | 물때 제거용 청소도구 | |
CN109702345A (zh) | 一种不锈钢超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用 | |
Yang et al. | Fabrication of controllable wettability of crystalline silicon surfaces by laser surface texturing and silanization | |
CN109732195A (zh) | 一种钛合金超疏水-超亲水表面及其制备方法和应用 | |
CN203635546U (zh) | 医用器具超声波自动清洗机 | |
Pu et al. | Wettability modification of zirconia by laser surface texturing and silanization | |
Pan et al. | Rutile TiO2 flocculent ripples with high antireflectivity and superhydrophobicity on the surface of titanium under 10 ns laser irradiation without focusing | |
Liu et al. | Fabrication of wear-resistant and superhydrophobic aluminum alloy surface by laser-chemical hybrid methods | |
EP3774093A1 (en) | Thermoplastic polymer body with a surface structure, process for its manufacture and household appliance comprising the thermoplastic polymer body | |
EP3222365A1 (en) | Household appliance with a self-cleaning surface and process for its manufacturing | |
Chen et al. | Investigation on polycarbonate surface wetting property with femtosecond laser irradiation and ultrasonic treatment | |
JP5033229B2 (ja) | 食器洗浄機 | |
Ma et al. | Fabrication of regular hierarchical structures with superhydrophobic and high adhesion performances on a 304 stainless steel surface via picosecond laser | |
CN110586580A (zh) | 一种湿式激光清洗装置及方法 | |
CN112376089B (zh) | 一种具有浸润各向异性的不锈钢超疏水表面的制备方法 | |
Assaf et al. | Wettability modification of porous PET by atmospheric femtosecond PLD | |
JP5988464B1 (ja) | 食器、調理器具又は食材の洗浄乾燥方法と同法に用いる洗浄乾燥具 |