[发明专利]无霜表面及其制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及无霜表面及其制造方法。更特别地，本发明涉及装置的无霜表面，其中该表面防止在经受冷冻条件时积冰和阻止蒸汽冷凝。该表面包含通过包括至少一个电化学氧化步骤和蚀刻或涂布步骤的方法制成的氧化铝纳米簇。

发明背景

冰形成/粘在装置如冷冻机的内表面上会造成问题，尤其是在用于购买点销售的冷冻机上。积冰（由进入冷冻机的含水分的较热空气造成）会干扰冷冻机的效率并留下较少的供食品储存在冷冻机的隔室内的空间。

对用于购买点用途的商业冷冻机而言，积冰是消费者非常不喜欢看见的并常常干扰出售产品的外观和展示。实际上，冷冻机内的积冰会覆盖或遮蔽产品，如冰淇淋、肉和/或冷冻蔬菜，以致产品不被消费者选取并常在出售前变质。

某些冷冻机需要停机以除霜。另一些无霜冷冻机具有加热元件以融化冰并将其以水形式收集，或将空气吹过冷冻机的食品室以除去已知造成积冰的潮湿空气。

另一些装置具有在冷冻条件下积冰的问题。飞机、汽车、闭锁机构以及电子开关是在冷冻条件无法运行的装置类型的另一些实例。

对许多除霜机制的担心是能量的过度使用和负担能力。此外，降低装置如冷冻机内的食品室的温度通常造成食品质量不可避免地受损。

越来越有兴趣制造在冷冻条件下没有表现出积冰和不引起冷凝的表面。尤其有兴趣开发在它们的食品储存隔室内没有表现出积冰的冷冻机，尤其通过不需要额外能量加热这些隔室的机制。此外，希望将具有差除冰能力或没有除冰能力的装置改造成不依赖复杂加热或其它电气系统的无霜装置。本发明因此涉及表现出减少的积冰和阻止蒸汽冷凝的表面及其制造方法。该表面通常由可以在装置制造之后或之中处理的部件或面板（panels）制成，由此该部件或面板包含通过包含至少一个电化学氧化步骤和蚀刻或涂布步骤的方法制成的氧化铝纳米簇。

附加信息

已公开了制造无霜冷冻机的努力。在美国专利No. 4,513,579中，描述了具有吸湿可再生过滤器的冷冻机。

公开了降低冰粘着的其它努力。在美国专利No. 7,087,876中，描述了用于融化与电极和AC电源的界面冰（interfacial ice）的系统。

公开了制造具有除霜功能的冷冻机的另一些努力。在美国专利No. 7,320,226中，描述了具有用于将冷却表面加热和除霜的加热装置的冷冻机。

上述附加信息无一描述在装置制造之后或之中制成的具有无霜性质的表面，由此该表面包含已通过包括电化学氧化步骤和蚀刻或涂布步骤的方法制成的氧化铝纳米簇。

发明概述

第一方面，本发明涉及无霜表面，由此该表面超疏水并包含氧化铝纳米簇。

第二方面，本发明涉及制造无霜表面的方法，所述方法包括下列步骤：

■ 获得含铝部件，所述含铝部件适合装配到新装置上或由现有装置获得；

■ 对所述含铝部件施以至少一个电化学氧化步骤有效时间量以制造其上包含制成的阳极氧化铝层的部件；

■ 对所述其上包含该制成的阳极氧化铝层的部件施以蚀刻步骤或涂布步骤以制造包含氧化铝的超疏水部件；

■ 将所述超疏水部件装配到新或现有装置上。

考虑下列详述和实施例更容易看出本发明的所有其它方面。

氧化铝意在表示Al₂O₃。阳极氧化铝是在含铝部件用作阳极时在电化学氧化步骤中制造到铝部件上的氧化铝层。本文所用的“超疏水”是指与水具有至少145°的接触角。本文所用的“无霜”是指表现出积冰的减少、冰与表面之间的粘着力的降低以及表面上的蒸汽冷凝吸引力（attraction of vapor condensation）的降低的超疏水表面。纳米簇是指优选类似金字塔形状的氧化铝的集合，其中纳米簇为800纳米至15微米宽和700纳米至10微米高。本文所用的“接触角”是指水/蒸汽界面与固体表面的会合的角。可以用测角器或其它水滴形状分析系统测量这种角度。现有装置是已制成的装置。新装置是在制造过程内装配的装置。部件意在包括面板，如冷冻机面板，但通常意在表示可根据本发明的方法处理的任何物体。装置意在表示包括通过本发明的方法处理的部件的物体，如飞机、汽车、锁，尤其是食品冷冻机。“装配到...上”意在包括“在装置内”。因此，为避免疑问，“装配到...上”包括例如冷冻机内的面板装配。

除非另行明确规定，本文中规定的所有范围意在包括其中包含的所有范围。本文所用的“包含”意在包括“基本由...构成”和“由...构成”。

优选实施方案详述