CN113997762A - 一种疏水膜、汽车玻璃及汽车前挡风玻璃除水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及疏水膜术领域，特别是涉及一种疏水膜、汽车玻璃及汽车前挡风玻璃除水系统，本发明的疏水膜包括膜基体、第一凸起、第二凸起；第一凸起间隔布置在膜基体的正面，间隔布置的第一凸起能够使膜基体正面形成类似荷叶表面的多孔疏水结构，达到荷叶疏水的效果；第二凸起的高度低于第一凸起，第二凸起设置在相邻的两个第一凸起之间，第一凸起和第二凸起均为导体，第一凸起和第二凸起分别与高压发生器的两极电连接；第二凸起的顶端发生电晕放电，形成从第二凸起向第一凸起方向流动的电晕离子风，使得水滴脱离疏水膜表面；本发明的疏水膜用电晕离子风清理水滴，避免了现有疏水膜仅依靠重力或风力使得水滴从疏水膜上滑落、适用范围较小的缺陷。

Description

一种疏水膜、汽车玻璃及汽车前挡风玻璃除水系统

技术领域

本发明涉及疏水膜术领域，特别是涉及一种疏水膜、汽车玻璃及汽车前挡风玻璃除水系统。

背景技术

疏水膜具有自清洁，防水等优异性能，其应用领域广泛，可用于显示屏、汽车挡风玻璃等。提高疏水膜的疏水性，能够便于使用者将水滴或灰尘从疏水膜表面清除，提高用户使用体验。现有的疏水膜多通过在膜基体表面涂敷表面自由能较低的涂层，降低疏水膜表面的自由能，使得水滴滴落在疏水膜表面时形成较大的接触角，水滴在重力或风力的驱动下从疏水膜表面滑落。

然而，当产品表面受到形状或结构限制，导致水滴滴落至覆盖在产品表面的疏水膜之后，重力的和/或风力的作用不利于水滴从疏水膜表面滑落时，水滴仍会积存在疏水膜表面；因此，现有的疏水膜，仅仅依靠重力或风力使得水滴从疏水膜上滑落，具有局限性，适用范围较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的疏水膜，仅仅依靠重力或风力使得水滴从疏水膜上滑落，具有局限性，适用范围较小。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种疏水膜，包括膜基体、第一凸起、第二凸起；所述第一凸起间隔布置在所述膜基体的正面，以使所述膜基体的正面形成表面多孔疏水结构；

所述第二凸起设置在相邻的两个所述第一凸起之间，且所述第二凸起低于所述第一凸起；所述第二凸起和所述第一凸起均为导体，所述第二凸起和所述第一凸起的其中之一与高压发生器的正极电连接，所述第一凸起和所述第二凸起的另一个与所述高压发生器的负极电连接；所述第二凸起的顶端曲率大于所述第一凸起的顶端曲率，以使所述第二凸起的顶端形成电晕放电。

作为优选方案，所述第一凸起与所述高压发生器的正极电连接，所述第二凸起与所述高压发生器的负极电连接。

作为优选方案，所述第一凸起的顶部设有凹陷部。

作为优选方案，所述第一凸起呈乳突状设置。

作为优选方案，所述膜基体包括从正面至反面依次布置的第一膜层、第二膜层、第三膜层，所述第一凸起的底部设置在所述第三膜层上，所述第二凸起设置在所述第一膜层上，所述第一膜层和所述第三膜层均为导电膜，所述第二膜层为绝缘膜，各所述第一导电凸起的顶部依次穿过所述第二膜层、所述第一膜层。

一种汽车玻璃，包括玻璃基体，所述玻璃基体的外表面设有上述的疏水膜，所述膜基体为透明膜，所述第一凸起和所述第二凸起均为透明体。

一种汽车前挡风玻璃除水系统，包括导风部件和上述的疏水膜，所述膜基体为透明膜，所述第一凸起和所述第二凸起均为透明体，所述膜基体的反面与汽车前挡风玻璃的正面贴附布置；

所述导风部件设置在所述汽车的引擎盖上端，所述导风部件内设有导风通道，所述导风通道的进风口朝向汽车前方，所述导风通道的出风口朝向所述前挡风玻璃，所述导风通道内设有高压电极针，所述高压电极针的极性与所述第一凸起的极性相同。

作为优选方案，所述导风通道的出风口处间隔设有多个导风板，相邻的两个所述导风板之间形成一个出风通道，各所述出风通道的后端截面尺寸均小于各所述出风通道的前端截面尺寸，且各所述出风通道的出风方向交叉布置。

作为优选方案，所述导风通道设有第一进风通道和第二进风通道，所述第一进风通道的进风口朝向所述汽车的前方，所述第二进风通道与汽车空调系统的出风通道连通，所述高压电极针设置在所述导风通道的出风口处。

作为优选方案，所述导风通道设有第一出风通道和第二出风通道，所述第一出风通道的出风口朝向所述汽车前挡风玻璃的正面，所述第二出风通道的出风口朝向所述汽车前挡风玻璃的反面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的疏水膜包括膜基体、第一凸起、第二凸起；第一凸起间隔布置在膜基体的正面，间隔布置的第一凸起能够使膜基体正面形成类似荷叶表面的多孔疏水结构，水滴滴落至疏水膜表面之后，相邻的多个第一凸起分别支撑水滴的下端周侧，使得水滴的下端与多个第二凸起的顶部形成点接触，达到荷叶疏水的效果；第二凸起的高度低于第一凸起，第二凸起设置在相邻的两个第一凸起之间，第一凸起和第二凸起均为导体，第一凸起和第二凸起的其中一个与高压发生器的正极电连接，第一凸起和第二凸起的另一个与高压发生器的负极电连接；开启高压发生器后，顶端曲率较大的第二凸起的顶端发生电晕放电，电晕放电时，形成从第二凸起向第一凸起方向流动的电晕离子风，电晕离子风向覆盖在相邻的第一凸起顶部的水滴施加向上的冲击力，向上的冲击力能够使得水滴脱离疏水膜表面；因此，本发明的疏水膜通过调节高压发生器来控制电晕放电的电压大小，实现对电晕离子风的大小的控制，从而实现对水滴施加的冲击力的控制；避免了现有疏水膜仅依靠重力或风力使得水滴从疏水膜上滑落、适用范围较小的缺陷。

附图说明

图1为本发明疏水膜表面的结构示意图；

图2为第一膜层的结构示意图；

图3为第二膜层的结构示意图；

图4为第三膜层的结构示意图；

图5为第一膜层、第二膜层、第三膜层组装后的结构示意图；

图6为本发明汽车前挡风玻璃除水系统的侧视图；

图7为本发明汽车前挡风玻璃除水系统的轴测图；

图中，1、膜基体；11、第一膜层；111、第一导线；12、第二膜层；121、第一通孔；13、第三膜层；131、第二导线；2、第二凸起；3、第一凸起；31、凹陷部；4、水滴；5、导风部件；51、导风板；52、第一进风通道；53、第二进风通道；54、第一出风通道；55、第二出风通道；6、高压电极针；7、出风通道；81、汽车前挡风玻璃；82、引擎盖；83、喷水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1所示，本发明的一种疏水膜，包括膜基体1、第一凸起3、第二凸起2；第一凸起3间隔布置在膜基体1的正面，以使膜基体1的正面形成表面多孔疏水结构；如图1所示，水滴4滴落至疏水膜表面之后，相邻的多个第一凸起3分别支撑在水滴4的下端周侧，使得水滴4的下端与多个第二凸起3的顶部形成点接触，起到荷叶疏水的效果；第二凸起2低于第一凸起3，且第二凸起2设置在相邻的两个第一凸起3之间；第二凸起2和第一凸起3均为导体，第二凸起2和第一凸起3的其中之一与高压发生器的正极电连接，第一凸起3和第二凸起2的另一个与高压发生器的负极电连接；第二凸起2的顶端曲率大于第一凸起3的顶端曲率，以使第二凸起2的顶端形成电晕放电。

开启高压发生器后，顶端曲率较大的第二凸起的顶端发生电晕放电，在第二凸起2附近的一个较小的区域内形成电晕区，电晕区内的电场强度很大，因此电晕区内的气体分子被电离产生大量带电粒子，与第二凸起2电性相同的带电粒子在电场的作用下向第一凸起3的顶部方向迁移，迁移的带电粒子与处在电晕区外的中性分子发生碰撞，带电粒子将动量传递给中性分子，进而形成整体的粒子流现象，即电晕离子风，电晕离子风向第一凸起3顶部处定向运动，从而向覆盖在相邻的第一凸起3顶部的水滴4施加很大的向上的冲击力，向上的冲击力能够使得水滴4脱离疏水膜表面；因此，本发明的疏水膜通过调节高压发生器来控制电晕放电的电压大小，实现对电晕离子风的大小的控制，能够控制电晕离子风对水滴施加的冲击力大小；避免了现有疏水膜仅依靠重力或风力使得水滴从疏水膜上滑落、适用范围较小的缺陷。

具体的，本实施例中，第一凸起3呈乳突状设置，第一凸起3的底部直径当量为5－10微米，第一凸起3的高度当量为8－16微米，相邻的两个第一凸起3的间距当量为16－25微米，第二凸起2的尺寸约为第一凸起3的尺寸的0.5倍，具体设置时以实现可靠的电晕放电和形成表面多孔疏水结构为准。

根据非平衡等离子放电原理，当将第二凸起2设置为正极时，形成电晕放电的起始电压要高于将第二凸起2设置为负极时的起始电压，因此，本实施例中，第一凸起3与高压发生器的正极电连接，第二凸起2与高压发生器的负极电连接，将第二凸起2设置为负极还具有以下有益效果：负极表面形成的电子能够立即进入强电场区，造成电子崩。电子崩中的正离子向第二凸起2处运动速度较慢，所以在第二凸起2附近总是存在着正空间电荷。而在正空间电荷的上方则是非常分散的负空间电荷，负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使得第二凸起2附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于得到满足，易于形成电晕放电；并且，由于水滴4接触作为正极的第一凸起3，因此水滴4是带有正电的，第二凸起2附近的正空间电荷会向带有正电的水滴4施加向上的推力，进一步使得水滴4脱离疏水膜。

另外，本实施例中，相邻的多个第一凸起3之间凹陷部份充满着空气，相邻的各个第一凸起3的周侧的间隙较小，并行凹陷部分的底部存在右膜基体1，故而凹陷部分中存在气流时，气流难以从凹陷部分的四周和底部得以释放，因此气流会向上冲击水滴4，进一步使得在尺寸上远大于凹陷部分的开口的灰尘、雨第等降落在第一凸起3之后，只能同第一凸起3的顶部形成多个点接触，便于将雨滴或灰尘从疏水膜表面去除。

本实施例中，第一凸起3的顶部设有凹陷部31，水滴滴落在凹陷部31上之后，凹陷部31内的空气被压缩，压缩后的气流仅能从凹陷部31的上端开口处流出，因此凹陷部31的设置进一步减少了雨滴与第一凸起3之间的接触面积，便于从疏水膜表面清除雨滴。

本实施例中，为保证第二凸起2处的电晕放电效果，将第二凸起2处的负电压设置为大于第一凸起3处的正电压，具体的第二凸起2处的负电压为第一凸起3处的正电压的1.5至3倍。

其中，在第一凸起3和第二凸起2设置在膜基体1上的实现方式有多种，本实施例中，膜基体1包括从正面至反面依次布置的第一膜层11、第二膜层12、第三膜层13，第一凸起3的底部设置在第三膜层13上，第二凸起2设置在第一膜层11上，第一膜层11和第三膜层13均为导电膜，第二膜层12为绝缘膜，各第一导电凸起3的顶部依次穿过第二膜层12、第一膜层13。具体的，如图3所示，在第二膜层12上设有供第一凸起3穿过的第一通孔121，第二膜层能够实现对第一凸起3和第二凸起2的绝缘。

在本申请的其他实施例中，可以仅设置第一膜层11和第三膜层13，并且将第一膜层11和第三膜层13设置为绝缘膜，如图2所示，将各第二凸起2均通过第一导线111连接；然后把各第二凸起2和第一导线111均嵌设在第一膜层11中；如图4所示，将各第一凸起3均通过第二导线131连接，然后各第一凸起3和第二导线131均嵌设在第三膜层13中，之后将第一膜层11和第三膜层13相贴合即可。

一种汽车玻璃的实施例，包括玻璃基体，玻璃基体的外表面设有上述的疏水膜，膜基体1为透明膜，第一凸起3和第二凸起2均为透明体。

一种汽车前挡风玻璃除水系统的实施例，如图6、图7所示，包括导风部件5和上述的疏水膜，膜基体1为透明膜，第一凸起3和第二凸起2均为透明体，疏水膜的反面与汽车前挡风玻璃81的正面贴附布置；导风部件5设置在汽车的引擎盖82上端，导风部件5内设有导风通道，导风通道的进风口朝向汽车前方，导风通道的出风口朝向前挡风玻璃8，导风通道内设有高压电极针6，以使出风口处流出离子风，高压电极针6的极性与第一凸起3的极性相同。本实施例中，高压电极针6的极性为正极，经正极的高压电极针6极化之后的离子风均带有正电荷，滴落在第一凸起3上的水滴也带有正电荷，因此上述从导风部件5所吹出的风会给水滴4以排斥力，进一步提高了从疏水膜上清除水滴的效果。使用时，可根据雨量的大小调整第二凸起2电晕放电的电压，实现对电离层上下位置及电晕离子风的风速调整，在电晕等离子风的风力、导风部件5的风力、正电荷的排斥力的共同作用下，积存在汽车前挡风玻璃表面的雨水和尘埃被强力排出。

本实施例中，如图7所示，导风通道的出风口处间隔设有多个导风板51，相邻的两个导风板51之间形成一个出风通道，各出风通道的后端截面尺寸均小于各出风通道的前端截面尺寸，且各出风通道的出风方向交叉布置，从而使得从出风通道处吹出的风呈不同角度吹向档风玻璃。

具体的，如图6所示，本实施例中导风部件5设有喇叭状进风口，各出风通道的后端截面尺寸均小于各出风通道的前端截面尺寸使得导风部件5具有鸭嘴式出风口当汽车在行驶时，风力通过设置在导风部件5前端的喇叭状进风口，然后经过高压电极针6极化之后，把带有正电荷的风分配成不同角度通过鸭嘴式出风口增加压力后吹向挡风玻璃，吹在挡风玻璃81上的不同位置，对挡风玻璃81形成排斥力，类似飞机上升时的张力一样，不同的角度对应不同的高度和方向，在风力、电场力、排斥力，重力的强大作用下，使雨水向左右和下方三个方向高速移动，快速清离，从而保证司机良好的视线。

本实施例中，导风通道设有第一进风通道52和第二进风通道53，第一进风通道52的进风口朝向汽车的前方，第二进风通道53与汽车空调系统的出风通道7连通，当车辆处于停车状态时，开启汽车空调系统，使得从汽车空调系统的出风通道7所吹出的风经过设置在导风通道的出风口处高压电极针6极化后吹向汽车挡风玻璃的正面，实现对疏水膜表面水滴的清理。

本实施例中，导风通道设有第一出风通道54和第二出风通道55，第一出风通道54的出风口朝向汽车前挡风玻璃81的正面，第二出风通道55的出风口朝向汽车前挡风玻璃81的反面，当需要对汽车前挡风玻璃81进行除雾时，使得汽车外部其他从导风部件5的进风口处流至汽车前挡风玻璃81的反面，实现对前挡风玻璃81的除雾作业，节约电能。

本实施例中，如图6所示，在汽车引擎盖82的中部设有喷水口83，喷水口83的喷水方向朝向挡风玻璃81，当挡风玻璃81的正面存在污渍时，喷水口83可以喷水到挡风玻璃上实现对污渍的清理。

传统的雨刮器在使用过程中往往会有一些不太好的体验，比如刮水器的异响，胶条老化损坏，水刮不干净等等，传统雨刮器也会使得玻璃水侵蚀挡风玻璃周围的密封条，需要不定时更换等，这些问题都是传统雨刮器的弊端。

本实施例的汽车前挡风玻璃除水系统根据“荷叶效应”的超疏水以及自洁的原理，利用等离子电场力、电子排斥力、夹角风力、重力、纳米水离子张力的特征组合而成，能够快速、干净、有效、无痕地将汽车挡风玻璃上的雨水和尘埃清理掉，能够应用于高端汽车领域，替代传统雨刮器，提升用户体验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种疏水膜，其特征在于，包括膜基体(1)、第一凸起(3)、第二凸起(2)；所述第一凸起(3)间隔布置在所述膜基体(1)的正面，以使所述膜基体(1)的正面形成表面多孔疏水结构；

所述第二凸起(2)设置在相邻的两个所述第一凸起(3)之间，且所述第二凸起(2)低于所述第一凸起(3)；所述第二凸起(2)和所述第一凸起(3)均为导体，所述第二凸起(2)和所述第一凸起(3)的其中之一与高压发生器的正极电连接，所述第一凸起(3)和所述第二凸起(2)的另一个与所述高压发生器的负极电连接；所述第二凸起(2)的顶端曲率大于所述第一凸起(3)的顶端曲率，以使所述第二凸起(2)的顶端形成电晕放电。

2.根据权利要求1所述的疏水膜，其特征在于，所述第一凸起(3)与所述高压发生器的正极电连接，所述第二凸起(2)与所述高压发生器的负极电连接。

3.根据权利要求1所述的疏水膜，其特征在于，所述第一凸起(3)的顶部设有凹陷部(31)。

4.根据权利要求1所述的疏水膜，其特征在于，所述第一凸起(3)呈乳突状。

5.根据权利要求1所述的疏水膜，其特征在于，所述膜基体(1)包括从正面至反面依次布置的第一膜层(11)、第二膜层(12)、第三膜层(13)，所述第一凸起(3)的底部设置在所述第三膜层(13)上，所述第二凸起(2)设置在所述第一膜层(11)上，所述第一膜层(11)和所述第三膜层(13)均为导电膜，所述第二膜层(12)为绝缘膜，各所述第一凸起(3)的顶部依次穿过所述第二膜层(12)、所述第一膜层(13)。

6.一种汽车玻璃，包括玻璃基体，其特征在于，所述玻璃基体的外表面设有权利要求1至5任一项所述的疏水膜，所述膜基体(1)为透明膜，所述第一凸起(3)和所述第二凸起(2)均为透明体。

7.一种汽车前挡风玻璃除水系统，其特征在于，包括导风部件(5)和权利要求1至5任一项所述的疏水膜，所述膜基体(1)为透明膜，所述第一凸起(3)和所述第二凸起(2)均为透明体，所述膜基体(1)的反面与汽车前挡风玻璃(81)的正面贴附布置；

所述导风部件(5)设置在所述汽车的引擎盖(82)上端，所述导风部件(5)内设有导风通道，所述导风通道的进风口朝向汽车前方，所述导风通道的出风口朝向所述汽车前挡风玻璃(81)，所述导风通道内设有高压电极针(6)，所述高压电极针(6)的极性与所述第一凸起(3)的极性相同。

8.根据权利要求7所述的汽车前挡风玻璃除水系统，其特征在于，所述导风通道的出风口处间隔设有多个导风板(51)，相邻的两个所述导风板(51)之间形成一个出风通道，各所述出风通道的后端截面尺寸均小于各所述出风通道的前端截面尺寸，且各所述出风通道的出风方向交叉布置。

9.根据权利要求7所述的汽车前挡风玻璃除水系统，其特征在于，所述导风通道设有第一进风通道(52)和第二进风通道(53)，所述第一进风通道(52)的进风口朝向所述汽车的前方，所述第二进风通道(53)与汽车空调系统的出风通道(7)连通，所述高压电极针(6)设置在所述导风通道的出风口处。

10.根据权利要求7所述的汽车前挡风玻璃除水系统，其特征在于，所述导风通道设有第一出风通道(54)和第二出风通道(55)，所述第一出风通道(54)的出风口朝向所述汽车前挡风玻璃(81)的正面，所述第二出风通道(55)的出风口朝向所述汽车前挡风玻璃(81)的反面。

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