具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面，采用仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)包括鏡面和在鏡面上構(gòu)建的均勻分布的織構(gòu)單元，所述織構(gòu)單元是非平面的。本發(fā)明的織構(gòu)化鏡面用在汽車后視鏡能有效防止雨水沾粘和自清潔灰塵，延長起霧和結(jié)霜。
【專利說明】具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種織構(gòu)化鏡面，尤其涉及一種可應(yīng)用于汽車后視鏡的具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車后視鏡是汽車主動安全配置的重要部分，在倒車、停產(chǎn)、超車以及對后面車況了解、把握等方面至關(guān)重要，因此后視鏡的視覺清晰在車輛運(yùn)行中是必不可少的。
[0003]已有的汽車后視鏡面臨的一個主要問題是在下雨天，雨水粘附在后視鏡上或雨水打在后視鏡上，使后視鏡視野一片模糊，駕駛員無法了解車輛后面及兩側(cè)的狀況，導(dǎo)致發(fā)生交通意外。另外在秋冬季節(jié)，特別是在冷熱交替的氣候及霧天，汽車的后視鏡極易上霜，上霧水，嚴(yán)重影響汽車駕駛員對后方的觀察視野，這也是常見的交通事故的隱患。
[0004]通常遇到上述情況的臨時解決方案是駕駛員停車或不停車而搖下前門玻璃將后視鏡擦拭干凈，但這種方式在汽車行進(jìn)中是比較危險的。即使將鏡面擦拭干凈，在極短的時間內(nèi)后視鏡又會重新粘附水或起霧打霜。常規(guī)的技術(shù)手段用來汽車后視鏡的除雨水方法主要有:(1)在后視鏡上涂防護(hù)液在鏡面上形成一個具有清水作用表層，使雨水不能在鏡面上形成水滴，但缺點是使用壽命短；(2)在后視鏡上貼保護(hù)膜，其工作原理與防護(hù)液基本相同，但因保護(hù)膜的硬度低，不能經(jīng)常擦拭；(3)在后視鏡上加裝機(jī)械裝置:雨刮器和吹風(fēng)器等，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較大、效果不好。對于汽車后視鏡的除霧除霜方法主要是在鏡片后加裝電熱絲，但是只能除霧除霜，除水效果很差。
[0005]目前，還沒有找到一種全面的技術(shù)能同時解決后視鏡防水防污、防霧防霜問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 申請人:多年以來致力于研究如何解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多缺陷，并且從仿生學(xué)設(shè)計中發(fā)現(xiàn)植物葉面上的雨水會因為表面張力的作用形成水珠，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面，即使經(jīng)過一場傾盆大雨，葉子表面總是能保持干燥，同時滾動的水珠會順便把灰塵污泥一起帶走，達(dá)到自我潔凈的效果。
[0007]基于上述在仿生學(xué)上的發(fā)現(xiàn)， 申請人:完成了本發(fā)明的織構(gòu)化鏡面。
[0008]具體的說，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面，由鏡面和在鏡面上均勻構(gòu)筑的織構(gòu)單元組成，所述織構(gòu)單元為非平面構(gòu)型。
[0010]通過上述非平面結(jié)構(gòu)形成了鏡面表面的超疏水表面，產(chǎn)生更好的抗水性，液滴在表面上得接觸角更加的大，在抑制起霧結(jié)霜方面具有良好效果，達(dá)到鏡面防沾水和污染、抗起霧和結(jié)霜的目的。
[0011]具體的，可用的非平面構(gòu)型并不受到限制，任何在幾何領(lǐng)域可行的非平面結(jié)構(gòu)均可用于本發(fā)明，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計和實際生產(chǎn)的成本需要，優(yōu)選的，所述織構(gòu)單元為方柱形凸包、圓柱形凸包、方柱形凹坑、圓柱形凹坑、V形溝槽或光柵溝槽。
[0012]其中，所述織構(gòu)單元為方柱形凸包時，方柱形凸包邊長a = 50nm?I μ m，方柱高度h = 20nm?500nm,相鄰方柱間距s = 10nm?5 μ m。
[0013]其中，所述織構(gòu)單元為圓柱形凸包時，圓柱形凸包圓柱直徑d = 50nm?I μ m，圓柱高度h = 20nm?500nm,相鄰圓柱間距s = 10nm?5 μ m。
[0014]其中，所述織構(gòu)單元為方柱形凹坑時，方柱形凹坑邊長d = 50nm?I μ m，方柱深度h = 20nm?500nm,相鄰方柱間距s = 10nm?5 μ m。
[0015]其中，所述織構(gòu)單元為圓柱形凹坑時，圓柱形凹坑直徑d = 50nm?I μ m,圓柱深度h = 20nm?500nm,相鄰圓柱間距s = 10nm?5 μ m。
[0016]其中，所述織構(gòu)單元為V形溝槽時，V形溝槽相鄰兩溝槽肋板之間角度的范圍為Θ=20?160° , V形溝槽脊寬為a = 50nm?I μ m,槽深為h = 20nm?500nm,相鄰V形溝槽槽寬s = 10nm?5 μ m。
[0017]其中，所述織構(gòu)單元為光柵溝槽時，光柵脊寬為a = 50nm?I μ m，槽深h為20nm?500nm，相鄰光柵溝槽槽寬為s = 10nm?5 μ m。
[0018]上述的織構(gòu)單元，可以通過機(jī)械領(lǐng)域任意可用的方法進(jìn)行構(gòu)建，包括但不限于如下:設(shè)計出不同鏡面的織構(gòu)化單元體結(jié)構(gòu)形態(tài)與尺寸，根據(jù)仿生學(xué)研究獲得最佳織構(gòu)單元體形態(tài)與尺寸，通過感應(yīng)耦合等離子刻蝕、納米壓印、光刻等技術(shù)在鏡面材料上構(gòu)建出具有一定幾何形狀的凸包、凹坑或溝槽等納米織構(gòu)。
[0019]本發(fā)明的織構(gòu)化鏡面，具有顯著的防水、防灰塵和防霧防霜的效果。 申請人:在研究過程中對光滑鏡面與本發(fā)明的織構(gòu)鏡面進(jìn)行試驗對比分析，發(fā)現(xiàn)成功的將鏡面親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷?，微觀分析發(fā)現(xiàn)通過仿生織構(gòu)結(jié)構(gòu)的引入使其能夠穩(wěn)定吸附形成一層空氣膜，有效阻礙了表面上水滴的浸潤，從而使其表面具有超疏水性能以實現(xiàn)防粘水、自清潔、抗起霧和結(jié)霜的功效。
[0020]由于具有如上所述的效果，本發(fā)明的織構(gòu)化鏡面，可以用于各種車輛或其它用途下的類似結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的鏡面結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其是可以用于汽車、摩托車等車輛的后視鏡。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖la、Ib為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面方柱形凸包單元體結(jié)構(gòu)示意圖，其中Ia為主視圖，Ib為側(cè)視圖；
[0022]圖2a、2b為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面圓柱形凸包單元體結(jié)構(gòu)示意圖，其中2a為主視圖，2b為側(cè)視圖；
[0023]圖3a、3b為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面方柱形凹包單元結(jié)構(gòu)示意圖，其中3a為主視圖，3b為側(cè)視圖；
[0024]圖4a、4b為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面圓柱形凹包單元結(jié)構(gòu)示意圖，其中4a為主視圖，4b為側(cè)視圖；
[0025]圖5a、5b為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面V形溝槽單元結(jié)構(gòu)示意圖，其中5a為主視圖，5b為側(cè)視圖；
[0026]圖6a、6b為本發(fā)明的鏡織構(gòu)化鏡面光柵形溝槽單元結(jié)構(gòu)示意圖，其中6a為主視圖，6b為側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的鏡面進(jìn)行詳細(xì)說明，并對其理化指標(biāo)進(jìn)行了檢測。下述實施例是示意性的，用來解釋說明本發(fā)明，不對本發(fā)明進(jìn)行限制。
[0028]實施例1
[0029]參照圖1，后視鏡鏡面均勻分布方型凸包單元體，單元體底邊長d = 50nm?I μ m,單元體高度h = 20nm?500nm,單元體間距s (I) = 10nm?5 μ m,接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為161±2.5°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為4±0.5。ο
[0030]實施例2
[0031]參照圖2，后視鏡鏡面均勻分布圓型凸包單元體，單元體底圓直徑d = 50nm?Iym,單元體高度h = 20nm?500nm,單元體間距s (I) = 10nm?5 μ m,接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為166±1.7°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為2±0.2°。
[0032]實施例3
[0033]參照圖3，后視鏡鏡面均勻分布方型凹包單元體，單元體底邊d = 50nm?500μπι，單元體高度h = 20nm?500nm,單元體間距s (I) = 10nm?5 μ m。接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為155±3.4°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為6±0.7°。
[0034]實施例4
[0035]參照圖4，后視鏡鏡面均勻分布圓型凹包單元體，單元體底圓直徑d = 50nm?Iym,單元體高度h = 20nm?500nm,單元體間距s⑴=10nm?5 μ m。，接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為159±3.2°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為
5+ 0.5° 。
[0036]實施例5
[0037]參照圖5，后視鏡鏡面均勻分布V型溝槽單元體，單元體溝槽脊寬a = 50nm?I μ m,單兀體槽深h = 20nm?300nm,單兀體溝槽寬s = 80nm?5 μ m, V形溝槽相鄰兩溝槽肋板之間角度的范圍為Θ =20?160°，接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為150±1.2°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為4±0.3°。
[0038]實施例6
[0039]參照圖6，后視鏡鏡面均勻分布光柵織構(gòu)化單元體，光柵型溝槽單元體光柵脊寬a=50nm?I μ m,單兀體槽深h = 20nm?300nm,單兀體槽寬s = 80nm?5 μ m,接觸角測試結(jié)果表明該鏡面與水的接觸角為151±2.0°，滾動角測試結(jié)果表明水滴在該表面的滾動角為 3±0.2°。
【權(quán)利要求】
1.具有自清潔效應(yīng)的織構(gòu)化鏡面，其特征在于由鏡面和在鏡面上均勻構(gòu)筑的織構(gòu)單元組成，所述織構(gòu)單元為非平面構(gòu)型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的織構(gòu)化鏡面，其特征在于所述織構(gòu)單元為方柱形凸包、圓柱形凸包、方柱形凹坑、圓柱形凹坑、V形溝槽或光柵溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于所述織構(gòu)單元為方柱形凸包；所述方柱形凸包邊長a = 50nm?I μ m,方柱高度h = 20nm?500nm,相鄰方柱間距s = 10nm?5 μ m0
4.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于所述織構(gòu)單元為圓柱形凸包；所述圓柱形凸包圓柱直徑d = 50nm?I μ m,圓柱高度h = 20nm?500nm,相鄰圓柱間距s = 10nm?5 μ m0
5.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于所述織構(gòu)單元為方柱形凹坑；所述方柱形凹坑邊長d = 50nm?I μ m,方柱深度h = 20nm?500nm,相鄰方柱間距s = 10nm?5 μ m0
6.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于所述織構(gòu)單元為圓柱形凹坑；所述圓柱形凹坑直徑d = 50nm?I μ m,圓柱深度h = 20nm?500nm,相鄰圓柱間距s = 10nm?5μ m0
7.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于，所述織構(gòu)單元為V形溝槽；所述V形溝槽相鄰兩溝槽肋板之間角度的范圍為Θ =20?160°，V形溝槽脊寬為a = 50nm?Iym,槽深為h = 20nm?500nm,相鄰V形溝槽槽寬s = 10nm?5 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的織構(gòu)化鏡面，其特征在于，所述織構(gòu)單元為光柵溝槽；所述光柵脊寬為a = 50nm?I μ m,槽深h為20nm?500nm,相鄰光柵溝槽槽寬為s = 10nm?5 μ m。
【文檔編號】B60R1/08GK104192068SQ201410272995
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】李剛, 徐 明, 胡國良, 龔美慧, 張小宇, 李志剛 申請人:華東交通大學(xué)