ES2939117T3 - Dispensador de bebidas con componentes de autolimpieza - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un aparato dispensador de bebidas (4) que comprende al menos un componente (41, 42, 43, 15, 46, 47, 48) configurado para manejar un líquido y/o capaz de entrar en contacto con un líquido, comprendiendo dicho componente en al menos una porción de superficie de contacto de líquido hidrofóbico, en donde dicha porción de superficie de contacto de líquido hidrofóbico presenta una estructura patrón jerárquica de micro y nanometros, comprendiendo dicha estructura: - pilares de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente (1), y - pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente (2) en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico, y protuberancias (3) de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico, estando situadas dichas protuberancias en un patrón irregular no periódico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispensador de bebidas con componentes de autolimpieza
Campo de la invención
La presente invención se refiere a dispensadores de bebidas, en particular, a la dispensación de bebidas calientes. Antecedentes de la invención
Los dispensadores de bebidas se utilizan comúnmente para dispensar bebidas como café, té, chocolate, leche. Las bebidas pueden almacenarse simplemente en el dispensador y dispensarse desde el mismo o en máquinas más complejas, la bebida puede prepararse dentro de la máquina antes de ser dispensada.
Los dispensadores de bebidas deben limpiarse con regularidad para evitar cualquier problema de higiene y proporcionar un aspecto atractivo para los consumidores. La limpieza concierne a partes internas del dispensador y partes externas del dispensador ya que una parte de la suciedad se debe a los líquidos que circulan dentro del dispensador y otra parte a los líquidos que salpican fuera del dispensador. La operación de limpieza de dispensadores de bebidas requiere mucho tiempo y debe repetirse con frecuencia. Durante la limpieza, el dispensador no puede ser usado y es necesaria la presencia de un operario.
Se han propuesto diferentes soluciones para facilitar las operaciones de limpieza. Una consiste en proporcionar dispensadores de bebidas con componentes que presenten propiedades de autolimpieza y/o propiedades repelentes al agua. Dado que las bebidas suelen estar hechas esencialmente de agua, la propiedad repelente al agua de los componentes del dispensador de bebidas en contacto con líquidos evita que los líquidos se adhieran, se estanquen y se sequen en las superficies del dispensador. Los líquidos fluyen fácilmente sin ser retenidos y se reduce esta fuente de suciedad.
La propiedad repelente o hidrofóbica al agua de los componentes se puede obtener a través de diferentes tecnologías. Se han utilizado recubrimientos químicos, pero su uso puede ser poco saludable. Una tecnología interesante es la litografía de nanoimpresión, que consiste en imprimir estructuras micrométricas y nanométricas en las superficies de los componentes. El documento WO 2013/131525 describe tales tipos de estructuras y un método para imprimirlas: las superficies de polímeros moldeados por inyección con tales estructuras presentan muy buenas propiedades hidrofóbicas, las gotas de agua caen de estas superficies muy fácilmente.
Se ha observado que estas estructuras proporcionan una hidrofobicidad eficiente con agua utilizada a temperatura ambiente o fría, sin embargo, si el agua está caliente, la propiedad de hidrofobicidad disminuye, y si el agua se mezcla con un componente graso, como lo hacen la leche o las bebidas de chocolate, la propiedad de hidrofobicidad disminuye aún más. Como resultado, la ventaja de autolimpieza de estas estructuras no existe en máquinas que dispensan bebidas calientes como café, té e incluso bebidas grasas como chocolate o leche.
Existe una necesidad de proporcionar componentes para dispensadores de bebidas con superficies que presenten propiedades hidrofóbicas sea cual sea la temperatura de la bebida en contacto con los componentes, ya sea fría, a temperatura ambiente o caliente.
Breve descripción de la invención
En un primer aspecto de la invención, se proporciona un componente configurado para manipular un líquido y/o capaz de ponerse en contacto con un líquido para su uso en un aparato dispensador de bebidas, comprendiendo dicho componente al menos un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido, en el que dicho tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido presenta una estructura patrón jerárquica de micrómetros y nanómetros, comprendiendo dicha estructura:
- pilares de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente, y
- pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico, y
- protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico, estando posicionadas dichas protuberancias en un patrón irregular no periódico.
El aparato dispensador de bebidas se puede configurar para almacenar una bebida lista para beber y dispensar una sola dosis de esta bebida.
Alternativamente, el aparato dispensador de bebidas se puede configurar para preparar una sola dosis de bebida y distribuirla. El aparato no está limitado en cuanto al tipo de preparación de bebida.
El aparato puede preparar la bebida a partir del ingrediente de la bebida y puede comprender un recipiente de almacenamiento para el ingrediente y un dispositivo de dosificación del ingrediente. En una realización, este aparato puede comprender una cámara para mezclar una dosis de ingrediente con agua antes de dispensar la bebida resultante. En otra realización, este aparato puede comprender una boquilla mezcladora para introducir un chorro de agua en una taza que contiene una dosis de ingrediente. El aparato puede preparar la bebida a partir de una cápsula monodosis que comprende un ingrediente de la bebida.
El aparato puede preparar una bebida espumada a partir de una bebida sin gas, como la leche, y puede comprender un dispositivo espumante.
El componente configurado para manipular un líquido puede ser un depósito de agua y la parte de la superficie hidrófoba de contacto con el líquido puede colocarse al menos en una pared lateral del depósito.
En consecuencia, cualquier gota de agua en la pared lateral, ya sea en la pared interna o externa, cae fácilmente desde la pared. Se evitan las huellas de gotas de agua seca.
El componente configurado para manipular un líquido puede ser un tubo configurado para dispensar agua o bebida y al menos una parte de la superficie interna del tubo presenta una superficie hidrófoba de contacto con el líquido. Cualquier tubo que dispensa agua desde el suministro de agua o que dispensa bebida desde una cámara de mezcla de bebidas, una cámara de preparación o una cápsula puede estar afectado. El tubo puede ser una boquilla.
El componente capaz de entrar en contacto con un líquido puede ser un área configurada para sostener un recipiente para beber. Durante la dispensación de la bebida en el recipiente para beber, las gotas de bebida pueden salpicar y caer sobre las superficies de esta zona de sujeción de vasos.
Cualquiera que sea la función del componente, dicho componente comprende al menos un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido.
Preferiblemente, este tramo con propiedad hidrofóbica corresponde a la parte del componente en contacto con el líquido durante la preparación y/o dispensación de la bebida.
La propiedad hidrofóbica se proporciona por el diseño de la superficie de dicho tramo de la superficie de contacto con el líquido. De forma precisa, esta superficie presenta una estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica con tres niveles de patrones.
De acuerdo con realizaciones preferidas, la estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica comprende:
- pilares de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente que presentan una altura de al menos 3 pm, preferentemente comprendida entre 5 y 50 pm,
- pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico que presentan una altura comprendida entre 500 nm y 1o0o nm, preferentemente comprendida entre 600 y 80o nm, y
- protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico que presentan una altura comprendida entre 50 y 400 nm.
El primer nivel de la estructura consta de pilares de tamaño micrométrico.
Estos pilares de tamaño micrométrico presentan una forma y una superficie superior configurada para definir un soporte para los pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente.
Estos pilares del tamaño de un micrómetro suelen presentar una sección transversal relativamente homogénea en toda su altura y la sección transversal puede presentar cualquier forma (redonda, ovalada, cuadrada, rectangular, hexagonal). Alternativamente, la sección transversal de los pilares puede variar a lo largo de la altura. Por ejemplo, los pilares pueden presentar la forma de semiesferas, disminuyendo la sección transversal del pilar desde la base hasta la parte superior.
Preferiblemente, los pilares de tamaño micrométrico son pilares paralelepipédicos o redondos.
Estos pilares están homogéneamente distribuidos. Preferentemente, se distribuyen homogéneamente a lo largo de las líneas, estando las dos líneas siguientes alineadas (distribución matricial) o desplazadas (distribución hexagonal). Preferiblemente, las líneas están alineadas (distribución matricial).
Estos pilares de tamaño micrométrico pueden presentar una anchura comprendida entre 3 y 70 pm, preferentemente entre 10 y 60 pm. La anchura representa la longitud del lado en el caso de una forma cuadrada o el diámetro en el caso de una forma cilíndrica. Preferentemente, la anchura representa de 1/3 a 1 vez la altura.
Estos pilares del tamaño micrómetro pueden estar separados unos de otros por un paso de como máximo 8 veces la anchura de dicho pilar. El paso es la distancia desde el centro de un pilar hasta el centro del siguiente pilar.
El segundo nivel de la estructura comprende pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente presentes en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico.
Estos pilares de tamaño nanométrico presentan una forma y una superficie superior configurada para definir un soporte para las protuberancias de tamaño nanométrico.
Estos pilares de tamaño nanométrico suelen presentar una sección transversal relativamente homogénea en toda su altura y la sección transversal puede presentar cualquier forma (redonda, ovalada, cuadrada, rectangular, hexagonal).
Alternativamente, la sección transversal de los pilares puede variar a lo largo de la altura. Por ejemplo, los pilares pueden presentar la forma de semiesferas, disminuyendo la sección transversal del pilar desde la base hasta la parte superior.
Preferiblemente, los pilares de tamaño nanométrico son pilares redondos.
Estos pilares están homogéneamente distribuidos. Preferiblemente, se distribuyen homogéneamente a lo largo de las líneas, estando las dos líneas siguientes alineadas (distribución en matriz) o desplazadas (distribución hexagonal). Preferiblemente, las líneas están alineadas (distribución en matriz).
Estos pilares de tamaño nanométrico pueden presentar una anchura comprendida entre 400 y 1000 nm, preferentemente entre 400 y 700 nm. Preferentemente, la anchura representa de 1/5 a 1 vez la altura.
Estos pilares de tamaño nanométrico pueden estar separados unos de otros por un paso de como máximo 6 veces la anchura de dicho pilar. El paso es la distancia desde el centro de un pilar hasta el centro del siguiente pilar.
El tercer nivel de la estructura comprende protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico. A diferencia de los pilares de tamaño nanométrico, las protuberancias no presentan formas bien definidas. Estas protuberancias están colocadas en un patrón irregular no periódico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico.
Estas protuberancias de tamaño nanométrico presentan alturas comprendidas entre 10 y 400 nm y dicha altura es inferior a la altura de los pilares de tamaño nanométrico sobre cuya superficie superior sobresalen. Las protuberancias de tamaño nanométrico presentan una densidad mínima de 105 protuberancias /mm2, preferentemente dentro de un intervalo de 105 a 108 protuberancias /mm2.
Normalmente, las protuberancias de tamaño nanométrico pueden tener una relación de aspecto (A), es decir, altura/anchura de la estructura en promedio, de un mínimo de 10, 1, 0,1 o 0,01. Alternativamente, las protuberancias de tamaño nanométrico pueden tener una relación de aspecto (A), es decir, altura/anchura de la estructura en promedio, de un máximo de 10, 1, 0,1 o 0,01.
Se sobreentiende que la densidad se calcula sobre una base promedio como apreciará una persona que trabaje con microtecnologías. El concepto de un patrón irregular sin período debe ser entendido por el experto en la materia tal como se ve en una escala nanométrica, por ejemplo, usando microscopía electrónica de barrido (SEM) o una microscopía de fuerza atómica (AFM). Usando, por ejemplo, un tamaño de píxel de aproximadamente 2-20 nm en SEM, se mostrará que la estructura maestra tiene una distribución de protuberancias con dicho patrón.
Preferentemente, el componente configurado para manipular un líquido y/o capaz de entrar en contacto con un líquido está hecho de un polímero plástico y se produce mediante moldeo por inyección y la estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros se imprime en la superficie del componente durante la operación de moldeo por inyección.
Por lo general, el polímero plástico del que está hecho el componente es un polímero plástico no cargado con fibras. En realidad, la presencia de fibras no permite el moldeado de la superficie modelada como se desea. El polímero es preferentemente polipropileno o poliamida.
En una realización, el componente puede ser un depósito de agua y al menos una pared lateral interna del depósito presenta al menos una parte de la superficie hidrófoba de contacto con el líquido tal como se describe anteriormente.
En otra realización, el componente puede ser un tubo y al menos una parte de la superficie interna del tubo presenta una superficie hidrófoba de contacto con el líquido tal como se ha descrito anteriormente. Este tubo se puede configurar para dispensar agua, leche o cualquier bebida lista para beber o recién preparada.
Este tubo puede ser una boquilla o una aguja.
Este tubo puede configurarse para dispensar una bebida preparada en una cámara de mezcla aguas arriba o en una cápsula de bebida aguas arriba.
Este tubo puede ser una boquilla mezcladora configurada para recibir y mezclar un diluyente y al menos un concentrado antes de dispensar la mezcla en una taza.
Este tubo puede ser un conector entre diferentes dispositivos de un aparato de bebidas, como un depósito de líquido, una bomba, una cámara de mezcla, un portacápsulas, un portavasos, una bandeja de goteo.
En otra realización, el componente puede ser un portavasos y al menos una parte de la superficie externa del portavasos presenta al menos un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido tal como se ha descrito anteriormente.
En un segundo aspecto, se proporciona un aparato dispensador de bebidas que comprende al menos un componente como el descrito anteriormente.
En un tercer aspecto, se proporciona el uso de un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido que presenta una estructura con un patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros en al menos un componente para manipular un líquido y/o capaz de entrar en contacto con un líquido de un aparato dispensador de bebidas, comprendiendo dicha estructura:
- pilares de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente, y
- pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico, y
- protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico, estando situadas dichas protuberancias en un patrón irregular no periódico.
Esta estructura patrón con jerárquico de micrómetros y nanómetros presenta las mismas características preferidas que se han mencionado anteriormente.
Preferiblemente, la estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica comprende:
- pilares de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente que presentan una altura de al menos 3 pm, preferentemente comprendida entre 5 y 50 pm,
- pilares de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico que presentan una altura comprendida entre 500 nm y 1o0o nm, preferentemente comprendida entre 600 y 80o nm, y
- protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico que presentan una altura comprendida entre 50 y 400 nm.
El tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido se usa en al menos un componente para manipular un líquido caliente y/o capaz de entrar en contacto con un líquido caliente para usar en un aparato dispensador de bebidas.
El líquido caliente puede ser agua caliente, café, té, chocolate, leche.
De acuerdo con un cuarto aspecto, se proporciona un molde de inyección de plástico de un componente como el descrito anteriormente que comprende una superficie modelada para moldear el tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido que presenta la estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica.
Los aspectos anteriores de la invención se pueden combinar en cualquier combinación adecuada. Además, varias características de esta memoria pueden combinarse con uno o más de los aspectos anteriores para proporcionar combinaciones distintas de las ilustradas y descritas específicamente. Objetos adicionales y características ventajosas de la invención serán evidentes a partir de las reivindicaciones, de la descripción detallada y de los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las características y ventajas de la invención se comprenderán mejor con relación a las siguientes figuras en las que:
- Las Figuras 1a-1c ilustran una primera estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido de acuerdo con la invención. - La Figura 2 ilustra una segunda estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido de acuerdo con la invención.
- La figura 3 ilustra una tercera estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido de acuerdo con la invención.
- La figura 4 ilustra una estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido de acuerdo con el estado de la técnica.
- La figura 5 ilustra un aparato dispensador de bebidas que comprende componentes configurados para manipular un líquido y/o capaces de estar en contacto con un líquido.
- La figura 6 ilustra una cámara de preparación que se puede utilizar en el aparato de la figura 5.
- La Figura 7 ilustra boquillas de agua que pueden usarse en el aparato de la Figura 5.
Descripción detallada de los dibujos
Las Figuras 1a-1c ilustran una primera estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros utilizada como una parte de superficie hidrófoba de contacto con el líquido en los componentes de los aparatos dispensadores de bebidas según la invención. Para probar la propiedad de la estructura, dicha estructura se fabricó en lámina de polipropileno. Se utilizaron sellos de Ni que presentaban el diseño inverso para grabar la estructura en la lámina de plástico. El proceso para fabricar los sellos de Ni y el estampado de plástico de polipropileno se conoce y se describe en el documento WO 2013/131525.
Las figuras 1a-1c muestran imágenes SEM (microscopio electrónico de barrido) de la estructura jerárquica. En estas imágenes, la vista está inclinada, lo que significa que, según el ángulo tomado para la vista, los pilares y las protuberancias pueden parecer ligeramente más grandes que en la realidad o de menor altura que en la realidad. La Figura 1a es una imagen SEM inclinada que muestra los pilares cuadrados 1 de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Los pilares son idénticos y presentan una altura Hm de 40 |jm y una anchura Wm de 40 jm. Los pilares están separados unos de otros por un paso Dm (distancia centro a centro) de 115 jm.
La Figura 1b es una vista SEM inclinada ampliada de un pilar de la Figura 1a: ilustra los pilares 2 de tamaño nanométrico colocados en la superficie superior de los pilares 1 de tamaño micrométrico. Estos pilares de tamaño nanométrico se distribuyen homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Las siguientes líneas están desplazadas entre sí. Los pilares son idénticos.
La Figura 1c es una foto ampliada de varios pilares de tamaño nanométrico de la Figura 1b: los pilares 2 de tamaño nanométrico presentan una sección redonda con una altura hn de 750 nm. Los pilares son ligeramente cónicos, la forma redondeada en la base se extiende en la parte superior de los pilares. La anchura Wn en la base es de 500 nm. Los pilares están separados unos de otros en la base por un paso máximo dn de 750 nm.
La foto de la Figura 1c muestra la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico. La superficie superior comprende protuberancias de tamaño nanométrico 3: estas protuberancias de tamaño nanométrico presentan alturas irregulares, pero estas alturas quedan comprendidas entre 100 y 400 nm. La densidad de estas protuberancias de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares es de aproximadamente 107 protuberancias/mm2. Estas protuberancias están colocadas en un patrón irregular no periódico.
La Figura 2 es una fotografía que muestra una segunda estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido en los componentes de los dispensadores de bebidas de acuerdo con la invención.
La figura 2 es una vista SEM inclinada ampliada de pilares cilíndricos de tamaño micrométrico 1 con pilares cilíndricos de tamaño nanométrico 2 que se elevan desde su superficie superior. Estos pilares 1 de tamaño micrométrico se distribuyen homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Las siguientes líneas están desplazadas entre sí. Los pilares son idénticos. Las protuberancias de tamaño nanométrico en la parte superior de los pilares 2 de tamaño nanométrico no son visibles en la foto con este aumento, pero están presentes. Estas protuberancias de tamaño nanométrico presentan las mismas características que las presentes en la estructura de la Figura 1c.
Los pilares cilíndricos 1 de tamaño micrométrico están distribuidos homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Los pilares 1 son idénticos y presentan una altura Hm de 20 jm y una anchura Wm de 5 jm. Los pilares están separados unos de otros por un paso Dm (distancia centro a centro) de 15 jm.
Los pilares cilíndricos 2 de tamaño nanométrico se distribuyen homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Los pilares 2 son idénticos y presentan una altura hn de 750 nm y una anchura Wm de 500 nm. Los pilares están separados unos de otros por un paso dn (distancia centro a centro) de 750 nm.
La Figura 3 es una fotografía que muestra una tercera estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido en los componentes de los dispensadores de bebidas según la invención.
La Figura 3 es una vista SEM inclinada ampliada de pilares cilindricos de tamaño micrométrico 1 con pilares cilindricos de tamaño nanométrico 2 ligeramente visibles que se elevan desde su superficie superior. Estos pilares 1 de tamaño micrométrico se distribuyen homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Las siguientes líneas están desplazadas entre sí. Los pilares son idénticos. Las protuberancias de tamaño nanométrico en la parte superior de los pilares 2 de tamaño nanométrico no son visibles en la foto con este aumento, pero están presentes. Estas protuberancias de tamaño nanométrico presentan las mismas características que las presentes en la estructura de la Figura 1c.
Los pilares cilíndricos 1 de tamaño micrométrico están distribuidos homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Los pilares 1 son idénticos y han sido fabricados a partir de una estampa de Ni que presenta un diseño inverso para producir pilares 1 que presentan una altura Hm de 30 pm y una anchura Wm de 5 pm. Sin embargo, durante la etapa de retirar la lámina de propileno del sello de Ni, los pilares 1 se estiraron dando como resultado pilares con una altura final ligeramente superior. Los pilares están separados unos de otros por un paso Dm (distancia centro a centro) de 15 pm.
Los pilares cilíndricos 2 de tamaño nanométrico se distribuyen homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas. Los pilares 2 son idénticos y, de manera similar a los pilares 1, se han estirado durante la etapa de fabricación; el sello de Ni se configuró para producir pilares 2 de una altura hn de 750 nm y un ancho Wm de 500 nm. Los pilares están separados unos de otros por un paso dn (distancia centro a centro) de 750 nm.
La Figura 4 es una fotografía que muestra una estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros utilizada como un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido de acuerdo con el estado de la técnica. La figura 4 es una imagen s Em inclinada que muestra los pilares redondos 1 de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente a lo largo de una matriz de líneas y columnas en una disposición hexagonal. Todos los pilares son idénticos y presentan una altura Hm de 16 pm y un diámetro Wm de 18 pm. Los pilares están separados unos de otros por un paso Dm de 50 pm.
Las protuberancias 3 de tamaño nanométrico en la parte superior de los pilares 1 de tamaño micro no son visibles en la figura ilustrada con este aumento, aunque están presentes. Se midieron protuberancias de tamaño nanométrico que presentaban una altura comprendida entre 200 y 400 nm con una densidad de 107 protuberancias/mm2. Estas protuberancias están colocadas en un patrón irregular no periódico.
Las propiedades hidrofóbicas de las láminas de plástico descritas en las Figuras 1a-1c, 2, 3 y 4 se ensayaron con bebidas calientes.
El procedimiento del ensayo consistió en:
- limpiar la lámina con etanol y luego con agua desionizada,
- colocar la lámina de acuerdo con un ángulo inclinado de 5° o 45° con la horizontal, es decir, reproducir una inclinación muy pequeña dentro de un componente de un dispensador de bebidas,
- depositar manualmente una gota (volumen de 50 pl) de bebida caliente sobre la lámina. La bebida caliente presentaba una temperatura de 70 °C y consistía en agua, café, leche desnatada, leche grasa o chocolate, - observar el movimiento de la gota sobre la superficie de la lámina.
La figura 5 ilustra un aparato dispensador de bebidas 4. Este aparato dispensa bebida desde una boquilla dispensadora 41 en un recipiente para beber colocado en un portavasos 42 en un área de recepción 47. Durante la
dispensación de bebidas, pueden salpicar gotas de bebidas en esta zona de recepción y en el portavasos. Las gotas de bebida también pueden permanecer en la boquilla dispensadora 41.
La figura 6 ilustra una cámara de preparación de bebidas 43 del aparato dispensador de bebidas 4. Una boquilla dispensadora 41 está unida a la salida 431 de la cámara para dispensar la bebida al recipiente para beber. Esta boquilla resulta difícil de limpiar debido a su pequeño tamaño. Sin embargo, debe limpiarse con frecuencia ya que está en contacto con bebidas que dejan posibles residuos en su interior. Debe ser reemplazada con frecuencia. En la parte superior de la cámara, se proporciona un tubo de suministro de agua 44. Cuando se suministra agua caliente, el depósito de cal aumenta dentro de este tubo y requiere una descalcificación regular. La incrustación de cal aumenta por el estancamiento del agua caliente en el tubo.
La figura 7 ilustra boquillas mezcladoras 45, 46 de un aparato dispensador de bebidas. Estas boquillas proporcionan agua caliente en una taza para beber que comprende un ingrediente de bebida soluble. Las boquillas pueden suministrar varios chorros de agua o un flujo de agua. Cualquiera que sea la forma de la boquilla, existe el mismo problema de incrustación de cal que para el tubo de suministro de agua 44 de la figura 6.
Al proporcionar un tramo de la superficie hidrófoba de contacto con el líquido dentro de los diferentes componentes ilustrados, se evita que el agua caliente y las bebidas calientes se estanquen en la superficie de los componentes y limitan la suciedad y las incrustaciones. Estos líquidos no se secan dentro de los componentes, fluyen totalmente en el recipiente de beber.
En el área de recepción, las paredes verticales 471 que presentan una superficie hidrófoba de contacto con el líquido o evitan que las gotas de agua caliente y bebidas calientes queden atrapadas: las gotas fluyen hacia abajo y se recogen en el portavasos que se limpia fácilmente.
El mismo principio se aplica en el depósito de agua y sus paredes verticales internas 481.
Aunque la invención se ha descrito con referencia a las realizaciones ilustradas anteriormente, se apreciará que la invención reivindicada no está limitada de ningún modo por estas realizaciones ilustradas.
Se pueden realizar variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Además, cuando existen equivalentes conocidos para características específicas, dichos equivalentes se incorporan como si se hiciera referencia específica en esta memoria.
Tal como se utilizan en esta memoria descriptiva, las palabras "comprende", "que comprende" y palabras similares no deben interpretarse en un sentido exclusivo o exhaustivo. En otras palabras, están previstas para significar "incluido, pero no limitado a".
Lista de referencias en los dibujos:
pilar de tamaño micrométrico 1
pilar de tamaño nanométrico 2
protuberancia de tamaño nanométrico 3
aparato dispensador de bebidas 4
boquilla dosificadora 41
portavasos 42
cámara de preparación de bebidas 43
salida 431
tubo de suministro de agua 44
boquilla mezcladora 45, 46
Área de recepción 47
pared vertical 471
depósito de agua 48
pared vertical 471
taza para beber 5
Claims (16)
1. Un componente (41, 42, 43, 15, 46, 47, 48) configurado para manipular un líquido y/o capaz de entrar en contacto con un líquido para su uso en un aparato dispensador de bebidas, comprendiendo dicho componente al menos un tramo de una superficie hidrófoba de contacto con el líquido, en el que dicho tramo de la superficie hidrófoba de contacto con el líquido presenta una estructura con patrón jerárquico de micrómetros y nanómetros, comprendiendo dicha estructura:
- pilares (1) de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente, y
- pilares (2) de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico, y
- protuberancias (3) de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico, estando dichas protuberancias posicionadas en un patrón irregular no periódico.
2. Un componente según la reivindicación 1, en el que la estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica comprende:
- pilares (1) de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente que presenten una altura de al menos 3 |jm, preferiblemente comprendida entre 5 y 50 jm,
- pilares (2) de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico que presentan una altura comprendida entre 500 nm y 1000 nm, preferentemente comprendida entre 600 y 800 nm, y
- protuberancias (3) de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico que presentan una altura comprendida entre 50 y 400 nm.
3. Un componente según la reivindicación 1 ó 2, donde los pilares micrométricos (1) de la estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica presentan una anchura comprendida entre 3 y 70 jm, preferentemente entre 10 y 60 jm.
4. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, los pilares micrométricos (1) de la estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica están separados entre sí por un paso de como máximo 8 veces la anchura de dichos pilares (1).
5. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los pilares (2) de tamaño nanométrico de la estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica presentan una anchura comprendida entre 400 y 1000 nm, preferentemente entre 400 y 700 nm.
6. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, los pilares de tamaño nanométrico (2) de la estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica están separados entre sí por un paso de como máximo 6 veces la anchura de dichos pilares (2).
7. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los pilares (1) de tamaño micrométrico son paralelepipédicos o redondos.
8. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los pilares (2) de tamaño nanométrico son redondos o troncocónicos.
9. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente está hecho de un polímero plástico y se produce mediante moldeo por inyección y la estructura con patrón jerárquico micrométrica y nanométrica se imprime en la superficie del componente durante la operación de moldeo por inyección.
10. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho componente es un depósito de agua y al menos una pared lateral interna del depósito presenta al menos un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido.
11. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho componente es un tubo (41, 431, 44, 45, 46) y al menos una parte de la superficie interna del tubo presenta una superficie hidrófoba de contacto con el líquido.
12. Un componente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho componente es un portavasos (42) y al menos una parte de la superficie externa del portavasos presenta al menos un tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido.
13. Un aparato dispensador de bebidas (4) que comprende al menos un componente (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
14. Uso de un tramo de superficie hidrófoba de contacto con líquido que presenta una estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica en al menos un componente para manipular un líquido y/o capaz de estar en contacto por un líquido de un aparato dispensador de bebidas, comprendiendo dicha estructura:
- pilares (1) de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente, y
- pilares (2) de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico, y
- protuberancias (3) de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico, estando dichas protuberancias posicionadas en un patrón irregular no periódico.
15. Uso de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la estructura patrón jerárquica micrométrica y nanométrica comprende:
- pilares (1) de tamaño micrométrico distribuidos homogéneamente que presenten una altura de al menos 3 pm, preferiblemente comprendida entre 5 y 50 pm,
- pilares (2) de tamaño nanométrico distribuidos homogéneamente en la superficie superior de los pilares de tamaño micrométrico que presentan una altura comprendida entre 500 nm y 1000 nm, preferentemente comprendida entre 600 y 800 nm, y
- protuberancias (3) de tamaño nanométrico en la superficie superior de los pilares de tamaño nanométrico que presentan una altura comprendida entre 50 y 400 nm.
16. Molde de inyección de plástico para un componente, estando dicho componente configurado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una superficie modelada para moldear el tramo de superficie hidrófoba de contacto con el líquido que presenta la estructura modelada jerárquica micrométrica y nanométrica.
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