一种分区织构疏冰冰盒
技术领域
本发明涉及制冰领域或制冰工具领域，特别涉及一种分区织构疏冰冰盒。
背景技术
目前制冰盒主要采用金属或者塑料材料，金属材质的制冰盒加工过程复杂、不耐高低温、重量较高、变形后无法自动复原、产生静电、抗腐蚀性差且长时间的制冰后表面易生锈、磨损，金属制冰盒采用电加热脱冰，电加热脱冰设备价格高，且脱冰需要消耗大量的热能，从而提高了脱冰的成本；塑料材质的制冰盒，受限于材料的特性，冰盒的弹性、触感以及耐高低温性能较差，塑料冰盒注塑周期时间长，生产效率低，此外，一般塑料制冰盒采用机械扭转除冰，冰盒的可扭转角度受限，从而脱冰的效率不高，且脱冰用的扭转电机价格高昂。
液态硅胶是一种无毒、耐热、高复原性的柔性热固性材料，其具有粘度低、固化速度快、较高的热膨胀系数等优点，硅胶耐温范围为[-50℃，250℃]，硅胶产品生产周期短、温度适应性强、纯度高、透明性好、挥发物质含量少且耐油耐老化耐腐蚀，已经在汽车、建筑、医疗保健、食品工业等领域得到广泛应用。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种分区织构疏冰冰盒，冰盒由若干表面带有分区织构的硅胶材质冰格排布组成，所述硅胶冰格为助脱、降粘多功能表面耦合形成的漏斗状容器。选择冰与冰格接触面作为织构面，硅胶冰格的侧面的助脱、防粘织构形貌为线形丘状凸起形貌，底面的防粘织构形貌为回形凸起；所述硅胶疏冰冰盒采用液态硅胶注射成型技术，在注射模具的表面加工相应的织复印构形貌。最终所述分区织构硅胶疏冰冰盒实现助脱、降粘的功效。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种分区织构疏冰冰盒，疏冰冰盒由若干表面带有分区织构的冰格排布组成，所述冰格呈漏斗状容器，所述冰格内的底面为降粘表面，所述冰格内的其余面为助脱表面；所述降粘表面和助脱表面分别设有织构形貌。
进一步，所述助脱表面设有的织构形貌为线形凸起；所述线形凸横截面为半椭圆形，线形凸起形貌延伸方向与冰格开口扩展方向相同，用于在所述疏冰冰盒的脱冰过程中，引导冰块脱离疏冰冰盒。
进一步，所述降粘表面设有的织构形貌为回形凸起；若干回形凸起等距环套分布。
进一步，所述线形凸起的特征几何参数为：线形凸起的宽度为线形凸起的高度为highm∈[0.3*widthm，1.5*widthm；线形凸起间距为km＝widthm+1μm，widthm+25μm；凸起数量为线形凸起面积占有率为其中：τ为制冰系数；θ为冰格侧面倾斜角度；n为冰格壁厚；Lt为冰格方形开口边长。
进一步，所述回形凸起的特征几何参数为：回形凸起的宽度为回形凸起的高度为highb＝ω*widthb∈[0.3μm，60μm]；回形凸起的间距为kb＝[widthb+1μm，widthb+30μm；回形凸起的最大边长为lmax＝Lt-2*nsinθ-Ht-ntanθ-r*tanθ2-kp+widthb；回形凸起数量为回形凸起的面积占有率为
其中：τ为制冰系数；θ为冰格侧面倾斜角度；r为冰格内表面圆角半径；R为冰格外表面圆角半径；n为冰格壁厚；Lt为冰格方形开口边长；Ht为冰格高度。
进一步，所述制冰系数τ是制冷温度T、制冷湿度和冰格几何参数对脱冰效率影响的综合系数。
进一步，所述制冰系数τ：
其中：T为制冷温度；Tmax为制冷的最低温度；Tmin为制冷的最高温度；W为制冷湿度；Wmax为最高制冷湿度；Wmin为最低制冷湿度；θ为冰格倾斜角度；θmax为冰格最大倾斜角度；θmin为最小倾斜角度。
进一步，所述硅胶冰格的材料为硅胶。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的分区织构疏冰冰盒，冰盒由若干表面带有助脱、降粘表面的漏斗状冰格组成，所述助脱、降粘表面织构形貌采用线形丘状凸起以及回形凸起形貌，所述线形丘状凸起以及回形凸起形貌在与水的接触面之间截留空气，并产生向上的压强，托举水的表面，改变表面的浸润性，从亲水转变为疏水。同时线形丘状凸起方向与脱冰方向共面，引导冰块脱离冰格，实现助脱的功效。
2.本发明所述的分区织构疏冰冰盒，所述助脱、降粘表面织构形貌采用线形丘状凸起以及回形凸起形貌在与冰的接触面之间存在“空气垫”，降低冰与表面的接触面积，减小冰与表面的粘结力，实现降粘的功效。
3.本发明所述的分区织构疏冰冰盒，采用硅胶材质，所述硅胶冰盒重量轻、弹性高以及耐温范围更广，此外冰盒可扭转角度大，复原性好，提高了脱冰效率高。此外硅胶材质大大提升了冰盒的弹性、变形范围以及耐温范围，并且固化速度相较于传统塑料制冰盒得到提升，提高了冰盒的加工效率。
4.本发明所述的分区织构疏冰冰盒，硅胶的冰盒采用液态硅胶注射成型，固化速度快，相较于传统的塑料制冰盒，生产效率提升。
附图说明
图1为本发明所述的分区织构疏冰冰盒示意图。
图2为本发明所述的冰格示意图。
图3为本发明所述的线形凸起示意图。
图4为本发明所述的回形凸起示意图。
图5为本发明所述的过冷水与线形凸起接触状态示意图。
图6为本发明所述的过冷水与回形凸起接触示意图。
图7为本发明所述的冰块与织构面的接触状态示意图。
图8为本发明所述冰格几何结构示意图。
图中：1-疏冰冰盒；2-冰格；3-助脱表面；4-降粘表面；5-线形凸起；6-回形凸起；7-过冷水；8-冰块。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，疏冰冰盒1由若干表面带有分区织构的硅胶材质冰格2排布组成，所述冰格2呈漏斗状容器，所述冰格2内的底面为降粘表面4，所述冰格2内的其余面即4个侧面为助脱表面3；所述降粘表面4和助脱表面3分别设有织构形貌。疏冰冰盒1的材料为硅胶。如图3所示，所述助脱表面3的织构形貌为线形凸起5，所述线形凸5横截面为半椭圆形，所述线形凸起5形貌方向与冰格2的脱冰方向共面，在所述疏冰冰盒1的脱冰过程中，引导冰块8脱离硅胶冰盒1。同时，所述线形凸起5形貌起到降粘的功能，过冷水7在结冰的过程中，所述线形凸起5与过冷水1的接触面之间形成“空气垫”，从而“支撑”过冷水7，如图5所示，当结冰完成后“空气垫”减小冰块8与表面的接触面积，从而降低冰块8与表面的粘结力，起到助脱和降粘功效。
如图4所示，所述硅胶冰格2降粘表面4的织构形貌为回形凸起6，所述回形凸起6形貌为等距环套分布，当过冷水7与回形凸6起形貌接触时，回形凸起6与过冷水7之间会存在一定的截留空气，形成“空气垫”，如图6所示，同时在凹腔内会产生向上的压强，阻碍水浸入微结构直到水完全结冰，降低与冰与表面的接触面积，同时极大降低了冰与表面的粘结力，起到降粘功效，如图7所示。
所述线形凸起5的特征几何参数为：
线形凸起5的宽度为
线形凸起5的高度为highm∈[0.3*widthm，1.5*widthm]；
线形凸起5间距为km＝[widthm+1μm，widthm+25μm]；
线形凸起5数量为
线形凸起5面积占有率为
所述回形凸起6的特征几何参数为：
回形凸起6的宽度为
回形凸起6的高度为highb＝ω*widthb∈[0.3μm，60μm]；
回形凸起6的间距为kb＝[widthb+1μm，widthb+30μm]；
回形凸起6的最大边长为
回形凸起6数量为
回形凸起6的面积占有率为
其中，θ为冰格2侧面倾斜角度；r为冰格2内表面圆角半径；R为冰格2外表面圆角半径；n为冰格2壁厚；Lt为冰格2方形开口边长；Ht为冰格2高度，如图8所示。
所述制冰系数为：
其中，T为制冷温度；Tmax为制冷的最低温度；Tmin为制冷的最高温度；W为制冷湿度；Wmax为最高制冷湿度；Wmin为最低制冷湿度；θ为冰格2倾斜角度；θmax为冰格2最大倾斜角度；θmin为最小倾斜角度。所述制冰系数τ是制冷温度T与制冷湿度以及冰格2几何参数对脱冰效率影响的综合系数。
本发明所述的分区织构疏冰冰盒的制作方法，包括如下步骤：所述疏冰冰盒1采用液态硅胶注射成型，所述液态硅胶注射成型方法为：将A、B胶按比例混合并添加抑制剂，给液态硅胶一定的注射压力P∈[50bar，200bar]，将液态硅胶注入所述硅胶疏冰冰盒1的模具中，在模具内胶料经过快速硫化反应，形成所述硅胶疏冰冰盒1。注射温度T∈[160℃，220℃]；在液态硅胶注入前，将模具保持较低的温度并将模具腔抽真空。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
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