[发明专利]用于注塑成型具有疏水性图案的产品的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于注塑成型具有疏水性图案的产品的装置及方法，更具体地，本发明涉及用于注塑成型具有疏水性图案的产品的如下装置及方法：该装置和方法允许大量生产具有疏水性表面的产品。

背景技术

通常，可通过测量表面的接触角来测量材料表面对液体的润湿性。

润湿性是材料表面与液体分子之间的相互作用(液体对固体表面的吸附)，该相互作用是固体与液体之间的附着力与液体分子之间的内聚力之间的竞争状态。

如果液体分子之间的内聚力强于固体与液体之间的附着力，则润湿性低，而如果液体分子之间的内聚力低于固体与液体之间的附着力，则润湿性高。

如果该液体是水，则具有高润湿性的表面被称为亲水性表面，而具有低润湿性的表面被称为疏水性表面。具有高于90度的接触角的表面被称为疏水性表面，而具有大于150度的接触角的表面被称为超疏水性表面。

通常，根据该表面本身的化学特性、该表面的微型尺寸/纳米尺寸结构，该表面的疏水性是固定的。

由于具有疏水性表面的材料在自清洁、防雾、和减小由流体引起的摩擦等方面极好，所以具有疏水性表面的材料广泛用于需要这种效果的工业领域。

由于W.Barthlott和C.Neinhuis在1997年报告了在自然界中生长的具有超疏水性的多种植物叶子、植物叶子的各种表面形状、和由叶子的各种表面形状所引起的各种现象，使得近年来引起了通过改变表面的结构特性来形成具有超疏水性的表面图案的许多方法，这被称为仿生学。

发明内容

技术问题

然而，用于形成疏水性表面的大部分现有技术的方法包括通过复杂的化学工艺来改变表面形状、或改变材料的表面能。

这些化学方法需要许多种繁复的工艺，或者具有处理对人体有害的化工品的危险。

或者，工艺本身昂贵或需要长的时间，并且在通过某些方法形成表面的情况下，当该表面暴露于大气中时，该表面由于灰尘污染而丧失疏水性。

同时，尽管除了化学方法之外还存在有通过热印或铸造来在产品表面上形成疏水性图案的方法，但考虑到时间和成本，这些方法也不令人满意。

问题的解决方案

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于注塑成型具有疏水性图案的产品的装置及方法，该装置和方法使得能够实现具有精确的疏水性图案的产品的快速生产。

为了实现这些目的及其他优点并且根据本发明的目的，如在此体现和广泛描述的，用于注塑成型具有疏水性图案的产品的方法包括如下步骤：加热多个模具中的安装有印模的模具，所述印模上形成有疏水性图案；使所述安装有印模的模具与其他模具紧密接触，以封闭所述模具的内部；将预定的树脂材料注入所述模具的内部；以及，冷却所述模具，并分离多个模具。

所述疏水性图案形成为具有150°至180°的表面接触角的超疏水性图案。

对模具进行加热的步骤包括如下步骤：在模具的表面温度变成预设温度之前，利用模具中的加热器来加热该模具。

该预设温度在如下范围内，该范围是从120℃至所注入的树脂的熔化温度。

该预设温度在120℃至180℃的范围内。

在模具的表面温度达到该预设温度之后，执行使所述模具接触的步骤。

就在注入树脂之后，执行冷却所述模具的步骤。

在冷却所述模具的步骤中，通过使冷却模具与所述模具接触来进行所述模具的冷却，该冷却模具安装成能够与所述模具接触。

在本发明的另一方面，用于注塑成型具有疏水性图案的产品的装置包括：模具，该模具具有空腔；印模，该印模位于所述空腔中并具有疏水性图案；以及温度控制单元，该温度控制单元用于控制所述模具的温度。

印模上的疏水性图案被形成为与液体具有大于150°但低于180°的表面接触角。

所述温度控制单元包括：加热器，该加热器位于所述模具中；冷却模具，该冷却模具安装成能够与所述模具接触，以冷却该模具；以及冷却模具驱动器，该冷却模具驱动器用于驱动所述冷却模具。

所述加热器设置成在模具的表面温度达到被注入所述模具中的树脂的熔化温度之前加热所述模具。

所述模具包括：第一模具单元，该第一模具单元具有空腔；以及第二模具单元，该第二模具单元安装成与第一模具选择性地接触，其中，所述冷却模具容纳在第二模具单元中，以能够在该第二模具单元内移动。