CN104677036B - 一种搁板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请文件公开了一种搁板及其制造方法，该方法用于通过向支架的大致平坦的顶表面提供疏水表面来容纳搁架和类似物上的溢出物，所述疏水表面大致在支架的顶表面的平面中被布置成溢出物容纳图案。支架的顶表面的大部分包括一个或多个溢出物容纳区域，其具有非疏水性质且由所述疏水表面限界，使得所述搁板上的溢出物集中在所述非疏水的一个或多个溢出物容纳区域并被防止通过所述疏水表面蔓延。

Description

一种搁板及其制造方法

本申请是申请日为2009年6月26日、申请号为200980124417.6、发明名称为“溢出物容纳的方法及由此制成的搁板或类似物”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年6月27日递交的名称为疏水搁板的美国临时专利申请61/133,273以及于2009年5月18日递交的名称为具有陶瓷烧结料的疏水搁板的美国临时专利申请61/216,540的优先权。

关于联邦资助研究或开发的声明

不适用。

对微缩胶片附录的引用

不适用。

技术领域

本发明，本发明涉涉及搁架和类似物，例如工作台和桌面，包括可适于用于冰箱中的搁架。更具体而言及具有溢出物容纳特征部的这种物品的支撑表面。

背景技术

先前类型的搁架已被开发用作冰箱和其他搁板。搁架设计存在于现有技术中，其包括用于容纳来自存放在搁板上的容器的液体溢出物和泄漏物并防止该溢出物从搁板掉落到冰箱的底板上或其他部分中的装置，普遍称为“防溢出物搁架”。例如，Kane等人的于1996年10月14日发布的美国专利5,564,809公开了一种搁板组件，具有搁板面板、支撑面板的搁板支架以及封装搁板面板的边缘和绝大部分搁板支架的模制一件式构件。

Herrmann等人的于1998年4月7日发布的美国专利5,735,589公开了一种用于冰箱隔间的搁板面板，其包括被可滑动地支撑以在支架上延伸和收缩的搁板面板，并包括滑动构件，该滑动构件优选被模制为形成搁板面板的顶部物品支撑表面上的边沿以 容纳液体。

Bird等人的于1995年7月4日发布的美国专利5,429,433也描述了一种冰箱搁板，其适于容纳搁板上的溢出物。该搁板包括具有模制在搁板的周界边缘周围的边沿的平面搁板，其突出超过搁板的顶表面，以形成用于容纳搁板上的液体溢出物的坝。

Meier人等的于2000年9月19日发布的美国专利6,120,720公开了一种制造玻璃搁板的方法，所述玻璃搁板具有用于保持搁板上的溢出物的塑料边缘。该玻璃搁板面板被放置在模子的腔中，且塑性材料被注入环绕该玻璃搁板面板的模腔中，使得塑料边缘被形成在玻璃搁板面板的周界周围。

用于容纳冰箱搁架中的溢出物的另外技术包括使用注模塑料，以封装形成搁板的支撑板，从而使用塑性模制部分将支撑板基本“夹住”在各部分之间，或者使用硅酮密封剂或各种其他类型的粘合剂来形成围绕冰箱搁架的周界的物理溢出物容纳障壁。除了上述以外，已知利用支撑板的表面上的成形唇部或脊部来基本提供作为液体保持特征部的物理障壁。

发明内容

本发明为一种方法以及根据该方法制成的物品，该方法用于通过向支架的顶表面提供疏水表面来容纳具有该支撑顶表面的搁架和类似物上的溢出物，所述疏水表面大致在支架的顶表面的平面中被布置成溢出物容纳图案。支架的顶表面的大部分包括一个或多个溢出物容纳区域，其具有非疏水性质且由所述疏水表面限界，使得所述表面上的溢出物集中在所述非疏水的一个或多个溢出物容纳区域并被防止通过所述疏水表面蔓延。

通过参照优选实施例的描述和附图，本发明的这些和其他目的、优点和特征将被更为充分地理解和认识。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1为利用封装用于提供溢出物容纳特征部的搁板的理念的现有技术的搁板组件的透视图；

图2为没有侧部支撑臂的图1所示的搁板组件的正面剖视图；

图3为根据本发明的优选实施例的搁板组件的透视图，其具有在顶表面上的疏水表面的溢出物容纳图案以提供溢出物容纳搁板；

图4为没有侧部支撑臂的图3所示的搁板组件的正面正视图；

图5为具有不同疏水表面溢出物容纳图案的可替换实施例的搁板的透视图；以及

图6为具有又一不同疏水表面溢出物容纳图案的可替换实施例的搁板的透视图。

具体实施方式

在优选实施例中，术语“搁架和/或类似物”或者“搁板和/或类似物”包含其顶表面执行相似功能的搁板和物品，例如工作台和桌面。某些实施例对于使用在冰箱搁架中是特别有利的。

在本发明的这种优选实施例中，冰箱搁架被提供有溢出物容纳图案，其可包括具有框架状边框的图案的疏水表面，该疏水表面在其中限定单个溢出物容纳区域的边界。该图案可为沿搁板的顶表面(图3)的周界延伸的框架状边框，或者其可与该周界分隔并包含顶表面的较小部分，且可包括外边框，在内边框与外边框之间具有最终溢出物捕获区域(图6)。其可包括栅格状图案的疏水表面，该图案在其中限定多个溢出物容纳区域的边界(图5)。对于本领域技术人员而言在实践本发明时可以作出其他变型。

优选实施例的搁板可并入搁架组件中，该搁架组件具有例如托架的搁板支撑机构和搁板，其能够支撑其顶表面上的物品。在此提供的本公开涉及该组件的搁板部分，其可被用于各种设计的托架，包括现有技术已知的各种类型的托架。

搁板可包括金属、玻璃、塑料、其他合适的材料或者上述材料的任意组合，并具有疏水表面，该疏水表面大致在搁板的顶表面的平面中并被布置为溢出物容纳图案，以在搁板的顶表面上提供溢出物容纳特征部，如图3至图6所示。搁板的顶表面的表面区域的大部分实际上并不疏水，且溢出的液体通过疏水表面被容纳在这些非疏水的溢出物容纳区域上。本文描述的搁板可适于用作冰箱搁板。

疏水或超疏水表面处理可施加到搁板的顶表面，以采用现有技术中已知的各种方法形成本文所述的疏水表面，并且已知的疏水或已知的使搁板表面疏水的任何表面涂层可被使用。本文所述的疏水表面不限于任何特定疏水或超疏水表面处理，且可采用使搁板表面疏水的任何方法。

更具体而言，根据优选实施例，存在许多已知的疏水化合物，其可用于现有技术所述的任何方法中。一些普遍认可的疏水化合物包括：碳氟化合物；氟代烷基硅烷；氟代烷氧基硅烷；和氟代烷基烷基硅烷。任何这种疏水化合物或其混合物可用于形成本文所述的疏水表面，且其他适用的疏水化合物对本领域技术人员将是明显的。可以相信的是，十三氟-l,l,2,2-四氢辛基三氯硅烷提供合适的疏水化合物的良好示例。

更具体而言，并且进一步根据本文所述的优选实施例，形成疏水表面的方法可包括但不限于：(1)使用任何已知的涂敷技术(例如喷镀；刷布；擦拭；蘸取；溶剂浇 注；流涂；幕涂；辊涂；旋涂；印刷；丝网印刷；喷墨印刷；真空涂覆；磁场辅助阴极溅射；等离子体沉积；等离子体磁控管沉积；等离子体或大气CVD；粉末或液体热解；雾化或化学蒸汽沉积；电泳淀积；交联工艺；等)将疏水化合物涂敷到顶表面；(2)使用各种方法(打砂，例如酸蚀刻的蚀刻，涂敷陶瓷烧结料以将颗粒结合在该表面上；以其他方式将颗粒结合在该表面上，等)粗糙化待制成为疏水的表面，然后将疏水化合物涂敷到该粗糙表面；(3)在该表面上提供疏水颗粒涂层；(4)使用溶胶凝胶沉积将疏水化合物涂敷到该表面，或涂覆到溶胶凝胶的顶部或溶胶凝胶的基体(matrix)内；(5)用集成或单独的疏水化合物涂敷金属氧化物底漆；(6)涂敷包括各种分子链长的疏水化合物，以形成具有表面不规则性的涂层；(7)将已被制成为疏水的薄材料(例如薄玻璃带或塑料带)粘附到该表面；(8)涂敷具有或不具有形成上述(2)中的颗粒的结构的陶瓷烧结料，然后再固化烧结料上方涂敷疏水化合物。

如果固化由表面制备或者疏水化合物所要求，本文所述的疏水表面处理可根据多种不同方法固化，包括但不限于：加热；UV辐射；VUV辐射；电子束辐照；电离辐射；激光；IR；和热辐射。

搁板的一个优选实施例包括玻璃或淬火玻璃搁板，其利用陶瓷烧结料材料印刷(例如，丝网印刷)，在该陶瓷烧结料材料上涂敷有疏水涂层。根据本发明各个方面，陶瓷烧结料材料可包括细磨玻璃颗粒。这些颗粒可与无机或有机染料混合，以形成希望的颜色。涂覆的玻璃然后可被加热到大约1150°F。该热处理将致使陶瓷烧结料熔化到玻璃表面。可以相信，该涂覆的特征可在于接近于与玻璃自身一样坚硬和强韧。此外，具有陶瓷烧结料材料的涂覆玻璃耐用，且抗敲凿、剥离、褪色和刮痕。另外，陶瓷烧结料材料基本上抗大部分化学物。

在一个实施例中，陶瓷烧结料可包括一些微尺度的添加颗粒，该颗粒将在烧结料烧结时的温度下保持不熔化，如Lui的美国专利4,591,530和Baumann的美国专利6,872,441、6,800,354和Ogawa的美国专利5,324,566和5,437,894中的示例所述。烧结料在搁板的顶表面的外周界处或附近被印刷成框架状边框的图案。具有印刷烧结料的搁板然后被加热到超过烧结料材料的主要组分的熔点但低于玻璃搁板的熔点的温度足以使烧结料烧结的时间，使其结合到搁板的顶表面。(烧结烧结料所需的时间和温度将基于选择用于烧结料的材料改变。)然后，疏水溶液，例如十三氟-l,l,2,2-四氢辛基三氯硅烷、全氟代烷基烷基硅烷在己烷中的1％溶液，利用例如将溶液擦拭到烧结料上的已知方法被涂敷到已涂覆有烧结料的区域。疏水溶液然后通过将其加热或将其暴露于受控湿度一段时间而固化。本文所述的方法将生成在搁板的顶表面的周界周围具有连续边框的疏水表面，其将用作溢出物容纳特征部。

利用陶瓷烧结料材料来制备搁板的表面以被如本文所述的疏水溶液涂覆的一个优点除了提高疏水表面的耐用性以外还在于：烧结料材料在商业上有多种颜色可用，且可被印刷为使得允许在烧结料材料涂敷到搁板的表面区域中包括设计、公司名或标识。

根据优选实施例，疏水表面提供防止溢出的液体从搁板的顶表面泄漏的溢出物容纳表面。疏水表面排斥液体，从而致使液体集中在搁板的一个或多个非疏水区域。疏水表面的疏水性足以排斥溢出液体，并防止溢出液体交错到或遍及疏水表面，因而驱使溢出液体由于液体的表面张力在搁板的非疏水区域上起泡或起水坑。因此，疏水表面能够容纳溢出物，而无需使用现有技术的用作溢出液体的“坝”的溢出物容纳组件所用的障壁唇部或障壁边缘。

所引用的事实在于：疏水表面大致在搁板的顶表面的平面中，其致力于包括全部或一部分可在搁板的顶表面的水平上延伸小段距离(这使肉眼不易于注意到)的表面和表面处理。例如，如以上更为详细所述，疏水表面可为疏水涂层或者陶瓷烧结料层和该陶瓷烧结料上的疏水涂层的组合。这种层典型地具有从约0.001微米到约250微米的厚度。

涉及液体溢出的情况的可视透视图示于图1和图2中，其例示出现有技术的搁架组件1000。参照图1，组件1000以非常简化的形式示出。组件1000可包括多个其他部件，包括例如搁板支架等元件，这些元件与本文提供的公开内容无关。具体而言，组件1000包括框架1002，该框架1002具有矩形结构并围绕且紧固到内塑料边沿1004。塑料边沿1004也为矩形结构。塑料边沿1004被用于封装搁板面板1006。搁板面板1006可由玻璃或类似材料构成。框架1002、塑料边沿1004和搁板面板1006被支撑在一对相对的侧板1008上。

为了例示出液体溢出的理念，苏打罐1010在其一侧被例示位于搁板面板1006的上表面上。苏打罐1010具有溢出液体，该溢出液体在搁板面板1006的一部分上被示出为液体1012。搁板面板1006的位于其顶表面上在塑料边沿1004的周界的相交处的可视边缘可包括密封边缘1014。如先前本文所述，密封边缘1014可仅仅包括某一类型的密封粘合剂或者可替换地硅酮材料或类似物。采用该方式，试图基本提供密封到搁板面板1006的升高物理障壁，以密封溢出液体1012，防止其从搁板面板1006溢出。

优选实施例的搁板组件1020例示在图3和图4中。根据本文所述的优选实施例，搁板1020的特征在于，在搁板的顶表面上具有溢出物容纳图案的疏水表面1030(阴影示出)，以提供溢出物容纳功能。在图3和图4中，疏水表面1030的溢出物容纳图案包括围绕搁板1024的顶表面的外周界的框架状边框。如其他已知组件，搁板组件1020也可包括侧板1022。在一侧翻倒的苏打罐1026被示出为在搁板1024的表面上，且从苏打罐1026溢出的液体被示出为液体1028。

图3还例示出疏水表面1030将形成用于溢出液体1028的溢出物容纳障壁的理念。采用该方式，溢出液体1028被防止向下溢出到搁板下面的其他表面上，且溢出液体1028被容纳在搁板1020的顶表面上。进一步，溢出液体1028还被防止渗透到可形成大量细菌、霉菌和其他不希望物质的裂缝或裂隙中。具体而言，并根据优选实施例，应该注意到，诸如塑料边沿(或者甚至框架)等部件在使用疏水表面1030来提供溢出物容纳特征部时可以是完全不必要的。

除了图3和图4所示的实施例以外，疏水表面1030可以如本文所述且如图5所示的栅格状溢出物容纳图案被提供在搁板1024的顶表面上。图6示出又一变型，其中第一疏水表面边框沿搁板的周界分隔，第二疏水表面边框1030从搁板的边缘稍微向内分隔。第二疏水表面边框可在没有第一疏水表面边框的情况下使用，但优选与第一疏水表面边框组合使用，容纳区域位于两个边框之间。第二疏水表面边框因而限定内溢出物容纳区域，两个边框之间的间隔限定外溢出物容纳区域，以捕获可能逃逸出内边框的任何溢出物漫流。在不背离优选实施例的新颖理念的精神和范围的情况下，可以作出溢出物容纳图案的这些和其他变型。

根据本文所述的优选实施例的布置成溢出物容纳图案的疏水表面不需要塑性封装材料形成溢出物容纳障壁。因此，根据本文所述的优选实施例生成的搁板与现有技术的溢出物容纳搁板相比利用相对较少的材料。进一步，本文所述的搁板不必用硅酮密封剂形成溢出物容纳障壁。除了疏水带实施例之外，它们不必用粘合剂形成溢出物容纳障壁。消除对这些材料的需求还导致使用相对较少的材料。进一步，使用根据优选实施例的布置成溢出物容纳图案的疏水表面消除在搁板的顶表面上形成唇部或脊部的需求，这减少所用的材料量和制造的复杂性，因而减少制造成本。

从搁板构件的设计中消除塑料封装和密封剂还消除了失效或泄漏的可能来源，这是因为密封剂和塑料封装可在其与搁板结合所在的地方具有可卷入有机或无机物质的裂缝或裂隙，并包含搁板构件最终泄漏所在的结合区域。又进一步，通过消除由塑料封装、密封剂、粘合剂或成形唇部和脊部占据的空间，相对多的可用搁板空间在根据本文所述的优选实施例的搁板上增加。又进一步，使用布置成溢出物容纳图案的疏水表面保持的液体量与由现有技术的具有溢出物容纳坝特征的搁板保持的液体量相当，而不必使用坝。

如本文先前所述，根据优选实施例的布置成溢出物容纳图案的疏水表面提供溢出物容纳特征部，其防止溢出液体从搁板的顶表面泄漏，且根据优选实施例的搁板可被使用在各种应用中，例如冰箱搁板。

将对本领域技术人员明显的是，可设计出根据本发明的搁架构件的其他实施例。也就是，根据本发明的搁架构件的原理不限于本文所述的特定实施例。例如，具有疏 水溢出物容纳表面的搁板构件或其他支撑表面可在各种设置中使用，例如在其他设置、桌子、工作台或类似物中的搁板，而不限于用作冰箱搁板。

进一步，将对本领域技术人员明显的是，可用于在与搁板构件的顶表面的平面基本相同的平面中形成布置成溢出物容纳图案的疏水表面的任何方法均在本文所述的本发明的范围内，即使这种方法需要使用多个工件来制造搁板构件亦是如此。例如，疏水材料的框架可结合到搁板构件，使其形成大致在与搁板的顶表面相同的平面中的连续边框。因此，将对本领域即使人员明显的是，在不背离本发明新颖理念的精神和范围的情况下可以实本发明上述例示的实施例的修改和其他变型。

Claims (17)

1.一种搁板，包括：

支架，该支架具有能够支撑可被放置在所述支架上的物品的大致平坦的顶表面；

疏水表面，该疏水表面以溢出物容纳图案涂敷于所述顶表面，以使所述疏水表面限定所述支架的所述顶表面的中心部分的边界，

所述疏水表面包括以所述溢出物容纳图案涂敷在所述顶表面上的陶瓷烧结料层和涂敷在所述陶瓷烧结料层上的疏水化合物，所述疏水表面限定沿着所述支架的周界的所述边界。

2.如权利要求1所述的搁板，其中所述溢出物容纳图案为连续边框，该边框限定所述边框内的单个非疏水溢出物容纳区域。

3.如权利要求1所述的搁板，进一步包括限定第二边界的第二疏水表面，所述第二疏水表面从所述支架的顶表面的周界向内偏移。

4.如权利要求1所述的搁板，其中所述陶瓷烧结料包括细磨玻璃颗粒。

5.如权利要求1所述的搁板，该搁板适于用作冰箱搁板。

6.如权利要求1所述的搁板，其中所述支架包括由玻璃、塑料、金属和其组合组成的组中选择的材料。

7.如权利要求6所述的搁板，其中所述支架是透明的。

8.如权利要求7所述的搁板，其中所述支架是玻璃。

9.如权利要求6所述的搁板，其中所述疏水表面是透明的。

10.如权利要求6所述的搁板，其中所述疏水表面的至少一些部分是彩色的。

11.如权利要求10所述的搁板，其中所述疏水表面包含彩色部分，该彩色部分采用从由图案、公司名、公司标识和其组合组成的组中选择的形式。

12.如权利要求1所述的搁板，其中所述陶瓷烧结料层邻近所述顶表面设置并结合到所述顶表面。

13.如权利要求1所述的搁板，其中所述陶瓷烧结料层包含添加颗粒，该添加颗粒形成所述陶瓷烧结料层的顶表面上的粗糙度。

14.如权利要求1所述的搁板，其中所述陶瓷烧结料层的至少一部分是彩色的。

15.如权利要求1所述的搁板，其中所述疏水表面包括从由碳氟化合物、氟代烷基硅烷、氟代烷氧基硅烷、氟代烷基烷基硅烷及其组合组成的组中选择的疏水化合物。

16.如权利要求1所述的搁板，其中所述疏水表面包括包含各种分子链长的疏水化合物，以形成具有表面不规则性的涂层。

17.一种制造搁板的方法，该搁板能够容纳该搁板的液体溢出物，所述方法包括：

提供支架，该支架具有能够支撑可被放置在所述支架上的物品的大致平坦的顶表面；

涂敷疏水表面，该疏水表面大致在所述顶表面的平面中被布置成溢出物容纳图案；

使所述支架的所述顶表面的表面区域的大部分为非疏水的，由此提供由所述容纳图案的疏水表面限界的一个或更多非疏水溢出物容纳区域，

其中涂敷疏水表面的步骤包括：

将陶瓷烧结料层以溢出物容纳图案涂敷到所述支架的所述顶表面，其中所述陶瓷烧结料层沿着所述支架的周界延伸；

将所述陶瓷烧结料层烧结到所述支架的所述顶表面；

将疏水化合物涂敷到所述烧结的陶瓷烧结料层；以及

固化所述疏水化合物，其中所述陶瓷烧结料层和所述疏水化合物没有被涂敷到所述顶表面的中心部分，以使所述陶瓷烧结料层和所述疏水化合物限定所述支架的所述中心部分的边界。