本發(fā)明涉及木質(zhì)及醫(yī)用不銹鋼托盤技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤。

背景技術(shù)：

托盤是產(chǎn)品在儲存和運(yùn)輸中最基本的集裝單元，它能提高物流效率，降低成本，并且穩(wěn)定安全。

我國現(xiàn)有托盤的總數(shù)量在2億個以上，其中木質(zhì)托盤約占90％左右。木托盤抗彎強(qiáng)度大，剛性好，承載能力大，成本低，加工工藝簡單，易于維修，耐低溫和高溫性能好，適用范圍廣。但是，木材主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，其中纖維素和半纖維素含有很多的親水性基團(tuán)，從而導(dǎo)致木材表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸濕吸水性。在使用過程中，會隨著周圍環(huán)境的溫濕度變化而發(fā)生干縮和濕脹，從而造成木制品變形和開裂，耐磨防滑性能較差，易被腐蝕。

另外，在醫(yī)療行業(yè)，托盤大部分為不銹鋼材料，然而不銹鋼本身屬于親水材料，其靜態(tài)接觸角小于90°，易于細(xì)菌增生繁殖或形成生物膜，增加了醫(yī)療感染的風(fēng)險。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對目前存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，既增加了托盤的摩擦阻力，同時具有抗結(jié)冰、抗腐蝕及抗菌功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，包括托盤基體，托盤基體的表面設(shè)置有凸起微結(jié)構(gòu)，凸起微結(jié)構(gòu)為長方體陣列、正棱臺陣列、圓柱陣列、圓臺陣列中的一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述凸起微結(jié)構(gòu)陣列微單元的尺寸為：寬度在100-200微米，間距在100-200微米，高度在50-150微米。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該尺寸范圍內(nèi)的凸起微結(jié)構(gòu)具有疏水、抗腐蝕及抗菌功能。

上述微結(jié)構(gòu)主要設(shè)置在托盤與所承載物品的接觸面上，此外針對醫(yī)療領(lǐng)域所用不銹鋼托盤，微結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在側(cè)面，從而增加摩擦阻力，降低人為運(yùn)輸或操作過程中托盤從手中滑落的風(fēng)險。

上述四種凸起微結(jié)構(gòu)均可以通過微銑削、激光加工的方法制備。其中微銑削相對其它微機(jī)械加工具有加工工藝簡單、加工成本低、可靠性高。微銑削可以木質(zhì)材料托盤微結(jié)構(gòu)的制備，由于木材質(zhì)地較軟，易于切削，利用微銑削方法在雕刻機(jī)上可以快速高效的制備出微結(jié)構(gòu)，且刀具磨損小，成本低。而面向醫(yī)療領(lǐng)域的不銹鋼托盤則可以利用激光加工進(jìn)行微結(jié)構(gòu)制備。激光加工屬于非接觸式加工，具有加工成本低，速度高的特點(diǎn)，可用于在不銹鋼托盤表面制備微結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在：

1)、本發(fā)明的具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，能夠增加表面的摩擦阻力，從而實(shí)現(xiàn)防滑功能；同時這些微結(jié)構(gòu)具有抗結(jié)冰、抗腐蝕、抗菌功能。

2)、本發(fā)明的具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，可為應(yīng)用于物流行業(yè)的木質(zhì)托盤，通過設(shè)計和制造具有微結(jié)構(gòu)的木質(zhì)托盤，實(shí)現(xiàn)增加摩擦阻力，提高運(yùn)輸?shù)目煽啃?，同時該功能性微結(jié)構(gòu)具有抗結(jié)冰，抗腐蝕等功能，以增加托盤在極端環(huán)境下的應(yīng)用能力。

3)、本發(fā)明的具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，可為應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的不銹鋼托盤，通過在不銹鋼托盤表面制備微結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)不銹鋼托盤疏水或超疏水(血液、粘液等)，同時具有滅菌和防止細(xì)菌衍生的效果，降低了感染的風(fēng)險。

4)、本發(fā)明的具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，其制備方法具有簡便高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的一種具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤作出進(jìn)一步的詳述。

圖1是實(shí)施例1中托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例2中托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例3中托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例4中托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是采用實(shí)施例1的托盤在運(yùn)輸瓦楞紙箱包裝產(chǎn)品過程中增加摩擦阻力的原理示意圖；

圖6是采用常規(guī)醫(yī)用不銹鋼托盤測量光滑表面水滴接觸角示意圖；

圖7是采用實(shí)施例2的托盤測量光滑表面水滴接觸角示意圖；

圖中，托盤基體1，長方體陣列1b，正棱臺陣列1d，圓柱陣列1e，圓臺陣列1f，瓦楞紙箱2，變形凹槽2a。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

實(shí)施例1為具有長方體陣列微結(jié)構(gòu)的木質(zhì)托盤，如圖1所示，托盤基體1上設(shè)置有長方體陣列1b。所述長方體陣列1b可利用螺旋刃銑刀通過銑削方法獲得，在托盤基體1上相互垂直的兩個方向加工就形成了長方體陣列1b。長方體陣列1b微單元的尺寸為：寬度在150微米，間距在120微米，高度在100微米。

實(shí)施例2

實(shí)施例2為具有正棱臺陣列微結(jié)構(gòu)的不銹鋼托盤，如圖2所示，托盤基體1上設(shè)置有正棱臺陣列1d。所述正棱臺陣列1d可利用激光加工方法獲得，在托盤基體1上相互垂直的兩個方向加工就形成了正棱臺陣列1d。正棱臺陣列1d微單元的尺寸為：寬度(底部)在200微米，間距在100微米，高度在150微米。

實(shí)施例3

實(shí)施例3為具有圓柱陣列微結(jié)構(gòu)的木質(zhì)托盤，如圖3所示，托盤基體1上設(shè)置有圓柱陣列1e。所述圓柱陣列1e可利用螺旋刃銑刀通過銑削方法獲得。圓柱陣列1e微單元的尺寸為：寬度(底部直徑)在150微米，間距在150微米，高度在100微米。

實(shí)施例4

實(shí)施例4為具有圓臺陣列微結(jié)構(gòu)的木質(zhì)托盤，如圖4所示，托盤基體1上設(shè)置有圓臺陣列1f。所述圓臺陣列1f可利用v形銑刀通過銑削方法獲得。圓臺陣列1f微單元的尺寸為：寬度(底部直徑)在150微米，間距在150微米，高度在100微米。

圖5是采用實(shí)施例1的托盤在運(yùn)輸瓦楞紙箱包裝產(chǎn)品過程中增加摩擦阻力的原理示意圖。在產(chǎn)品重力作用下，瓦楞紙箱2產(chǎn)生一定量的變形，變形朝向長方體陣列1b中間的溝槽，進(jìn)而在瓦楞紙箱2上產(chǎn)生了變形凹槽2a。因此當(dāng)瓦楞紙箱2在運(yùn)輸過程中受到顛簸或其他能夠讓其產(chǎn)生滑落趨勢的力時，瓦楞紙箱上的變形凹槽2a能夠起到增加摩擦阻力的作用，當(dāng)瓦楞紙箱與托盤做相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時，變形凹槽2a與長方體陣列1b相配合會對其產(chǎn)生阻礙作用。此時，可將摩擦阻力分解為沿著變形凹槽2a的切向力和垂直變形凹槽2a的法向力。因此在瓦楞紙箱運(yùn)輸過程中，凸起微結(jié)構(gòu)能夠起到增加摩擦阻力的作用。

圖6是采用常規(guī)醫(yī)用不銹鋼托盤測量光滑表面水滴接觸角示意圖，常規(guī)醫(yī)用不銹鋼托盤的材料為不銹鋼7c27mo2，水滴體積為5微升，測量其光滑表面水滴接觸角度為64.1°，因此，醫(yī)用不銹鋼7c27mo2屬于親水材料，易于細(xì)菌的增殖。

圖7是采用實(shí)施例2的托盤測量光滑表面水滴接觸角示意圖，水滴體積為5微升，測量的水滴接觸角度為127.3°。因此，可以說明本發(fā)明制備的具有微結(jié)構(gòu)的托盤具有明顯的疏水性，從而不利于細(xì)菌增殖，具有有效的抗菌性能。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種具有防滑、抗菌功能性微結(jié)構(gòu)的托盤，涉及木質(zhì)及醫(yī)用不銹鋼托盤技術(shù)領(lǐng)域。包括托盤基體，托盤基體的表面設(shè)置有凸起微結(jié)構(gòu)，凸起微結(jié)構(gòu)為長方體陣列、正棱臺陣列、圓柱陣列、圓臺陣列中的一種或多種的組合。制備的木質(zhì)托盤，實(shí)現(xiàn)增加摩擦阻力，提高運(yùn)輸?shù)目煽啃?，同時該功能性微結(jié)構(gòu)具有抗結(jié)冰，抗腐蝕等功能，以增加托盤在極端環(huán)境下的應(yīng)用能力。制備的醫(yī)療不銹鋼托盤，通過在不銹鋼托盤表面制備微結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)不銹鋼托盤疏水或超疏水(血液、粘液等)，同時具有滅菌和防止細(xì)菌衍生的效果，降低了感染的風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：楊學(xué)春;羅熙淳;蔡玉奎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.31
技術(shù)公布日：2017.09.01