疏水结构、喷淋装置及洗碗机的制作方法

1.本实用新型涉及生活电器领域，尤其是涉及一种疏水结构、喷淋装置及洗碗机。


背景技术：

2.使用洗碗机的时候机器内胆壁容易残留水滴，经常会出现水滴烘干后留有水渍在内胆表面，给用户带来困扰。
3.现有技术通过化学涂料喷至物体表面等方式实现超疏水涂层，使物品表面达到疏水的效果。但上述技术都是通过外加的涂层结构，此类涂层表面的微纳结构非常脆弱，经污液污染或被水冲刷几次后，超疏水效果就会失效，无法长期稳定应用到洗碗机产品中。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种疏水结构、喷淋装置及洗碗机，以缓解相关技术中涂层表面的微纳结构脆弱易失效的技术问题。
5.第一方面，本实用新型提供一种疏水结构，包括：基材和疏水层，所述基材和所述疏水层为一体结构，所述疏水层包括多组疏水单元，多组所述疏水单元呈阵列排布。
6.在可选的实施方式中，较为优选地，所述疏水单元的形状为中心对称图形，或，非中心对称图形。
7.在可选的实施方式中，较为优选地，所述疏水单元呈等边三角形，所述疏水单元分布为m行n列,在每列所述疏水单元中，相邻两个所述疏水单元的边长平行。
8.在可选的实施方式中，较为优选地，任意两个所述疏水单元之间的距离为a，其中，3um≤a≤10um。
9.在可选的实施方式中，较为优选地，所述疏水单元的边长为b，其中，16.17um≤b≤80.8um。
10.在可选的实施方式中，较为优选地，所述凹部的深度或凸部的高度为c，其中，3um≤c≤10um；或，所述凹部的宽度为d，其中，2um≤d≤10um。
11.在可选的实施方式中，较为优选地，所述凸部的宽度为n，其中，2um≤n≤10um。
12.在可选的实施方式中，较为优选地，所述基材为塑料或塑胶。
13.在可选的实施方式中，较为优选地，所述疏水单元设于模具形腔表面。
14.在可选的实施方式中，较为优选地，所述基材和所述疏水单元一体注塑成型。
15.在可选的实施方式中，较为优选地，所述疏水层的水接触角大于150
°
。
16.第二方面，本实用新型提供一种喷淋装置，包括喷淋臂和前述第一方面提供的疏水结构，所述喷淋臂的至少部分外表面设有所述疏水结构的疏水层，所述喷淋臂和所述疏水层为一体结构。
17.第三方面，本实用新型提供一种洗碗机，包括内胆和前述第二方面提供的喷淋装置，所述喷淋装置旋转安装于所述内胆中，所述内胆内壁的至少部分表面设有所述疏水结构的疏水层，所述内胆和所述疏水层为一体结构。
18.采用上述技术方案，本实用新型能够实现如下有益效果：
19.本实用新型提供一种疏水结构，包括基材和疏水层，基材和疏水层为一体结构，疏水层包括多组疏水单元，多组疏水单元呈阵列排布。本实用新型提供的疏水结构，通过设置与基材为一体结构的多组疏水单元，一体结构稳定牢固，避免涂层表面的微纳结构脆弱易失效，且无需外加层结构，无需考虑与基体材料的结合问题，具有良好的疏水性，可提高喷淋装置及洗碗机内壁的疏水性，使洗碗机内壁工作后表面很难挂水，且可以节省烘干工作时间，用户体验感和满意度较佳。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的疏水结构的结构示意图；
22.图2为图1中b处的局部放大图；
23.图3为图1中a-a处的截面图；
24.图4为图3中c处的局部放大图。
25.图标：100-基材；200-疏水单元；201-凹部；202-凸部。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例一
30.本实用新型实施例提供一种疏水结构，参阅图1至图4，该疏水结构包括基材100和疏水层，基材100和疏水层为一体结构，疏水层包括多组疏水单元200，多组疏水单元200呈阵列排布。
31.本实用新型实施例提供的疏水结构，通过设置与基材100为一体结构的多组疏水
单元200，一体结构稳定牢固，避免涂层表面的微纳结构脆弱易失效，且无需外加层结构，无需考虑与基体材料的结合问题，具有良好的疏水性。经测试，本实用新型提供的疏水结构的表面的水接触角可以达到150
°
以上。上述疏水结构进一步的应用到喷淋装置及洗碗机上时，上述疏水结构可提高喷淋装置及洗碗机内壁的疏水性，使洗碗机内壁工作后表面很难挂水，且可以节省烘干工作时间，用户体验感和满意度较佳。
32.本实施例中，较为优选地，疏水单元200的形状为中心对称图形或非中心对称图形。将疏水单元200设置为中心对称图形，有利于疏水单元200的排布、节省空间，且可降低生产难度，提高生产效率。
33.本实施例中，较为优选地，参阅图1和图2，疏水单元200呈等边三角形，疏水单元200分布为m行n列,在每列疏水单元200中，相邻两个疏水单元200的边长平行。
34.具体地，疏水单元200为等边三角形结构，三角形结构保证了疏水单元200的刚性和稳定性，进一步保证了疏水层具有良好的抗冲击性能，避免涂层表面的微纳结构脆弱易失效，且疏水单元200具有粗糙的超疏水表面微观结构，这种凹凸的特殊的结构有助于锁住空气，进而防止水将表面润湿。微观结构的低表面能和水滴自生的表面张力，使水滴成球形，减小了固体与液体的接触面积，使水滴处于“半悬空”的状态，具有良好的疏水性。
35.需要说明的是，疏水单元200还可设置为其他中心对称图形，例如圆形、正方形等等，其次，还可以是其他非中心对称图形，例如等腰三角形、梯形等。
36.本实施例中，较为优选地，参阅图2，两个疏水单元200之间的距离为a，其中，3um≤a≤10um。
37.具体地，a为3um、5um或10um等，两个疏水单元200之间的距离过大，则增大了固体与液体的接触面积，减少了疏水单元200对水滴多角度的承托作用，降低了疏水性能；如果疏水单元200之间的距离过小，则水分很难被有效导出、收集。当疏水层应用到喷淋装置及洗碗机上时，上述范围的限定能够保证较佳的疏水性能，而当所述凹凸结构的尺寸限定不在上述范围之内时，不能获得对水滴的有效托起作用，无法达到好的疏水效果。
38.本实施例中，较为优选地，参阅图2和图4，凹部201的深度或凸部202的高度为c，其中，3um≤c≤10um。
39.具体地，c为3um、4um或10um等，凹部201与凸部202相邻设置，凹部201的深度或凸部202的高度，即为凸部202的顶部到相邻的凹部201的底部之间垂直距离。凹部201和凸部202具有上述尺寸限定可以更好地使凹凸结构减少水滴或其他物体与基材100的接触，并可以承受水滴，利用空气的压力使得水滴易于滑动，提高疏水性。当凸部202的高度大于3μm时，能够增加凹凸结构的表面积，从而提高疏水性能；而凹部201的深度或凸部202的高度低于10μm，可以防止疏水层的粗糙度过大从而导致不沾性能的降低，提高不沾性能，避免污物沾附。
40.本实施例中，较为优选地，参阅图2和图4，凹部201的宽度为d，其中，2um≤d≤10um；凸部202的宽度为n，其中，2um≤n≤10um。
41.具体地，d为2um、3um或10um等，凸部202和凹部201相邻设置，相邻的两个凸部202之间有一个凹部201，相邻的两个凹部201之间有一个凸部202。相邻的两个凸部202之间的间隔即为凹部201的宽度，相邻的两个凹部201之间的间隔即为凸部202的宽度。本实施例中，凸部202或凹部201等间隔均匀设置。
42.相邻的凸部202或凹部201的间隔在上述范围内，能够提高凹凸结构与水滴的接触面积，提高疏水性能；而间隔过大，降低了水滴与凹凸结构的接触面积，减少了凹凸结构对水滴多角度的承托作用，降低了疏水性能；当疏水层应用到喷淋装置及洗碗机上时，上述范围的限定能够保证较佳的疏水性能，且能够提高不沾性能，避免污物沾附。而当所述凹凸结构的尺寸限定不在上述范围之内时，不能获得对水滴的有效托起作用，无法达到好的疏水效果。
43.本实施例中，较为优选地，参阅图2，疏水单元200的边长为b，其中，16.17um≤b≤80.8um。
44.具体地，b为16.17um、24.24um或80.8um等，疏水单元200的边长是由凹部201的宽度及凸部202的宽度决定的，疏水单元200包括多个凹部201和凸部202。本实施例中，疏水单元200包括4个凸部202，4个凸部202之间具有3个凹部201，当凹部201的宽度及凸部202的宽度均为2um时，等边三角形的垂线长度为14um，进而可以得出疏水单元200的边长为16.17um。根据上述方法，同样地，当凹部201的宽度及凸部202的宽度均为10um时，可以得出等边三角形的垂线长度为70um，进而可以得出疏水单元200的边长为80.8um。
45.本实施例中，较为优选地，疏水层的水接触角大于150
°
。接触角(contact angle)是指在固(solid)、液(liquid)、气(vapour)三相交界处，自固-液界面经过液体内部到气-液界面之间的夹角。液体在固体材料表面上的接触角,是衡量该液体对材料表面润湿性能的重要参数。接触角越大，疏水性越好。若θe《90
°
，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其角越小，表示润湿性越好；若θe》90
°
，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。通过实验表明，本实施例的疏水结构的水接触角可达到150
°
以上，实现超疏水效果。
46.本实施例中，疏水层的表面粗糙度为0.42um-1.20um。表面粗糙度与凹部201的深度或凸部202的高度有关，表面粗糙度具有上述尺寸限定可以更好地使凹凸结构减少水滴或其他物体与基材100的接触，并可以承受水滴，利用空气的压力使得水滴易于滑动，提高疏水性的同时可以防止疏水层的粗糙度过大从而导致不沾性能的降低，提高不沾性能，避免污物沾附。
47.本实施例中，较为优选地，疏水单元反向设于模具形腔表面，基材和疏水单元一体注塑成型。
48.具体地，利用高功率短脉冲准直激光干涉图像系统(dlip)，将上述具有凹凸结构的疏水单元200，反向加工到模具形腔表面，然后利用成型机在高温高压条件下注塑成型，使基材100和疏水层为一体结构，一体结构稳定牢固，避免涂层表面的微纳结构脆弱易失效，且无需外加层结构，无需考虑与基体材料的结合问题，具有良好的疏水性；其次，将凹凸结构反向加工到模具形腔表面，再进行注塑，适合大批生产，不需要特殊设备和工艺，提高生产效率。
49.采用上述制备方法分别制备出样品一、样品二及样品三。具体地，样品一：
50.将疏水结构反向加工到模具形腔表面，凹部201的深度或凸部202的高度为5um，凹部201的宽度为10um，凸部202的宽度为10um，两个所述疏水单元200之间的距离为5um，疏水单元200的边长为16.17um，然后利用成型机在高温高压条件下注塑成型，得到样品一。测试得到样品一的水接触角为152.3
°
,粗糙度为0.48um。
51.样品二：
52.将疏水结构反向加工到模具形腔表面，凹部201的深度或凸部202的高度为3um，凹部201的宽度为6um，凸部202的宽度为6um，两个所述疏水单元200之间的距离为5um，疏水单元200的边长为48.5um，然后利用成型机在高温高压条件下注塑成型，得到样品一。测试得到样品一的水接触角为155.7
°
,粗糙度为0.45um。
53.样品三：
54.将疏水结构反向加工到模具形腔表面，凹部201的深度或凸部202的高度为3um，凹部201的宽度为2um，凸部202的宽度为2um，两个所述疏水单元200之间的距离为5um，疏水单元200的边长为16.17um，然后利用成型机在高温高压条件下注塑成型，得到样品一。测试得到样品一的水接触角为156.1
°
,粗糙度为0.45um。
55.通过三个样品实验可以看出，本实用新型提供的疏水结构的表面的水接触角可达150
°
以上，实现超疏水效果。
56.实施例二
57.本实用新型实施例提供一种喷淋装置，包括喷淋臂和疏水结构，喷淋臂的外表面设有疏水结构的疏水层，喷淋臂和疏水层为一体结构。
58.本实施例提供的疏水结构的制备方法为：利用高功率短脉冲准直激光干涉图像系统(dlip)，将上述具有凹凸结构的疏水单元200，反向加工到模具形腔表面，然后利用成型机在高温高压条件下注塑成型为喷淋臂，注塑获得的喷淋臂表面带有微米级低表面能纹理，可提高喷淋装置的疏水性，使喷淋臂表面很难挂水，且可以节省烘干工作时间，用户体验感和满意度较佳。
59.实施例三
60.本实用新型提供一种洗碗机，包括内胆和喷淋装置，喷淋装置旋转安装于内胆中，具体可安装于内胆的顶壁或底壁，内胆内壁的至少部分表面设有疏水结构的疏水层，内胆和疏水层为一体结构。
61.在本实用新型的一些实施例中，疏水结构的疏水层可以覆盖内胆的全部内表面，也可以仅覆盖内胆的部分表面，例如在内胆的底部、顶部或侧壁的内表面。
62.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。