背景技术：
本发明大体上涉及动力驱动的输送机，并且更具体地说，涉及具有超疏水表面的塑料输送带部件和用于使这类部件成型的方法。
卫生输送机系统在食品加工行业中很重要。由于输送带、输送机框架和其他输送机附件中的角落和缝隙中含有细菌和其他病原体，因此需要频繁清洗设备。但病原体也可能驻留在平坦的表面上，例如输送带的输送表面上。在清洗之后，如果输送带未充分排出冲洗水，那么病原体可能会在该输送带的外部输送表面上残留并生长。
超疏水表面难以润湿并且容易排水。超疏水表面上的水成珠粒状，并且在倾斜时，珠粒会迅速滑下表面。另一方面，亲水表面易于润湿，但不能很好地排水。这是因为亲水表面的表面能比疏水表面更高。如图9中所示，亲水表面22上的水滴20在该表面上铺展开并形成锐角接触角α。(接触角α是与水滴相切的切线与表面的夹角。)如图10中所示，疏水表面的接触角α是钝角(大于90°)，并且超疏水表面的接触角大于150°。超疏水表面22'上的水滴20'成珠粒状，并且不铺展开。液滴20'被表面排斥。对表面进行纹理化会增加空气囊，该空气囊降低表面能并使表面更具疏水性。
技术实现要素：
由塑料制成并且体现本发明特征的输送机部件包括具有超疏水区域的外表面，该超疏水区域具有超疏水纹理。
由塑料制成并且体现本发明特征的输送带包括具有超疏水区域的外表面，该超疏水区域具有超疏水纹理。
在另一个方面，一种用于制造具有超疏水表面区域的输送机部件的方法包括：(a)形成由第一钢半模中的内表面限定边界的第一空腔；(b)用激光在第一半模的内表面中雕刻端部封闭的微孔的图案；(c)在第二钢半模中形第二空腔；(d)闭合半模，使得第一和第二空腔共同限定输送机部件的形状；(e)将熔融的热塑性聚合物注入到第一和第二空腔中以填充所述空腔和微孔；(f)对第一和第二闭合半模施加热量和压力以形成输送机部件；(g)打开第一和第二半模，以从第一和第二空腔中释放输送机部件；以及(h)其中微孔中的热塑性聚合物产生微柱，所述微柱在输送机部件上形成超疏水表面区域。
附图说明
图1是由体现本发明特征的带状模块构成的模块化塑料输送带的一部分的等距视图。
图2是如图1的带状物中的输送带模块的等距视图，以及该部件的外表面的放大部分。
图3是对图2的模块的超疏水表面的描绘。
图4是用于雕刻制造如图2中的带状模块的模具所用的激光雕刻系统的示意图。
图5是用于形成如图2中的带状模块的模具的一半的一部分的等距视图。
图6是用于制造如图2中的带状模块的模具的简化侧视图。
图7是图6的模具的一半的一部分的放大等距视图，其示出了填充有热塑性聚合物的微孔。
图8示出了可以包括超疏水区域的各种输送机部件。
图9描绘了亲水表面上的水滴。
图10描绘了超疏水表面上的水滴。
具体实施方式
在图1中示出体现本发明特征的模块化塑料输送带。带状物25由一系列的具有一个或多个塑料带状模块28的行26构成，该一个或多个塑料带状模块28通过铰链杆32穿过在连续的行之间交错的铰链元件34而在铰链接头30处首尾相连地链接在一起。超疏水区域36在每个模块28的外部输送表面38上形成。超疏水区域36由通过纳米级或微米级微凸处理而粗糙化的纹理化表面区域形成。超疏水区域36可以完全或部分地覆盖模块28的外表面。在这一实例中，如图2中所示，每个模块28上的超疏水区域36由形成排水通道42的非超疏水条带40分隔开。条带40导送(channel)从自超疏水区域36接收的水滴46收集的水44。
图2中所示的超疏水纹理化包括以格子图案布置的多个微柱48。作为两个实例，图案可以是如图2中的六边形格子或正方形格子。如图3中所示，水滴46位于微柱48的顶部，并且由于接触面积减小和在相邻微柱之间截留的空气而表现出大于150°的接触角α。超疏水区域36中的微柱48从基部50延伸。在这一实例中，支柱48被示为大致彼此平行。支柱48的高度在约25μm至约500μm之间。其间隔开的距离在约10μm与约100μm之间。其直径或宽度在约10μm与约200μm之间。并且超疏水区域36中由微柱占据的面积的百分比在约20％与约70％之间。
在图4-7中示出一种形成微柱的方法。激光雕刻系统52包括激光源54和一对可在由电动机60驱动的正交安置的轴58上旋转的镜56，该激光雕刻系统52将激光束61通过透镜62引导到半模66的内表面64上。如图5中更详细地示出，电动机60引导光束61在半模66的表面64上雕刻端部封闭的微孔68的图案。这类激光雕刻系统的一个实例是由芬兰肯佩勒(kempele,finland)的cajotechnologies制造和销售的。
塑料带模块通过注塑成型来形成。具有微孔68的半模66与第二半模67接合。将两个半模66、67闭合以由每个半模中的空腔或凹槽形成内部空腔70。接头内部空腔70限定了待成型的带状模块的形状。将熔融的热塑性材料(例如聚乙烯、聚丙烯、乙缩醛或复合聚合物)用喷嘴74通过流道72系统注入空腔70中。如图7中所示，熔融的热塑性聚合物76填充空腔70和其微孔68。对闭合的模具施加热量和压力，以形成带状模块。在模块固化之后，将两个半模66、67分开，并且释放带状模块。微孔68中的热塑性聚合物形成微柱48(图2)，这产生纹理化的超疏水区域36。可以将疏水化学物质(如烷基硅烷)以液体或等离子体沉积在超疏水区域上，以使该超疏水区域硬化并防止其过早磨损。
尽管该实例描述了输送带模块的成型，但其他塑料输送带部件也可以类似地注塑成型或加压成型为具有外表面超疏水区域。如图8中所示，其他可以从排水性超疏水表面纹理化中受益的输送机部件包括侧轨80、回送辊82或回送靴、链轮或滚筒驱动套84、限位器86、刮板88以及需要清洁的任何部件，并且可以被纹理化为在外表面上具有超疏水区域。
因此，通过使输送机表面对于水溶液不具润湿性，那些表面将保持干燥，从而最大程度地减少食物残渣污染并防止细菌生长。
1.一种输送机部件，其由塑料制成并且包括具有超疏水区域的外表面，所述超疏水区域具有超疏水纹理。
2.根据权利要求1所述的输送机部件，其中，所述超疏水区域包括基部和从所述基部向上延伸的多个微柱。
3.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述微柱彼此平行地延伸。
4.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述微柱以正方形或六边形格子图案布置。
5.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述微柱的高度在约25μm与约500μm之间。
6.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述微柱的直径在约10μm与约200μm之间。
7.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，相邻的微柱之间的距离在约10μm与约100μm之间。
8.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述超疏水区域在所述外表面上由所述个别微柱占据的面积的百分比在约20％与约70％之间。
9.根据权利要求2所述的输送机部件，其中，所述输送机部件由热塑性聚合物在具有多个端部封闭的微孔的模具中注塑成型以形成所述微柱。
10.根据权利要求9所述的输送机部件，其中，所述微孔通过激光在所述模具中形成。
11.根据权利要求1所述的输送机部件，其在所述外表面上包括多个超疏水区域，所述多个超疏水区域由一个或多个非超疏水区域分隔开，所述一个或多个非超疏水区域限定了一个或多个从所述外表面排放液体的通道。
12.根据权利要求1所述的输送机部件，其进一步包括沉积在所述超疏水区域上以保护所述超疏水纹理的疏水化学物质。
13.根据权利要求1所述的输送机部件，其中，所述输送机部件选自由以下组成的组：输送带模块、链轮、滚筒电动机套、刮板、回送辊、回送靴、限位器以及侧轨。
14.一种输送带，其由塑料制成并且包括具有超疏水区域的外表面，所述超疏水区域具有超疏水纹理。
15.根据权利要求14所述的输送带，其中，所述超疏水区域包括基部和从所述基部向上延伸的多个微柱。
16.根据权利要求15所述的输送带，其中，所述微柱以正方形或六边形格子图案形成。
17.根据权利要求15所述的输送带，其中，排水性区域在所述外表面上由所述个别微柱占据的面积的百分比在约20％与约70％之间。
18.根据权利要求15所述的输送带，其中，所述输送带包括链接在一起的多个输送机部件。
19.根据权利要求14所述的输送带，其中，所述超疏水区域在有物品于上方进行输送的输送表面上形成。
20.一种用于制造具有超疏水表面区域的输送机部件的方法，所述方法包括：
形成由第一钢半模中的内表面限定边界的第一空腔；
用激光在所述第一半模的所述内表面中雕刻端部封闭的微孔的图案；
在第二钢半模中形第二空腔；
闭合所述半模，使得所述第一和第二空腔共同限定输送机部件的形状；
将熔融的热塑性聚合物注入到所述第一和第二空腔中以填充所述空腔和所述微孔；
对所述第一和第二闭合半模施加热量和压力以形成输送机部件；
打开所述第一和第二半模，以从所述第一和第二空腔中释放所述输送机部件；
其中所述微孔中的所述热塑性聚合物产生微柱，所述微柱在所述输送机部件上形成超疏水表面区域。
21.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括将疏水化学物质沉积在所述输送机部件的所述超疏水区域上以保护所述微柱。
22.一种用于在钢模中形成微孔的方法，其包括：
在钢模中形成由内表面限定边界的第一空腔；
用激光在所述钢模的所述内表面中雕刻端部封闭的微孔的图案。
23.根据权利要求23所述的方法，其中，所述端部封闭的微孔的图案是正方形或六边形格子图案。
技术总结