DE10161903A1

DE10161903A1 - Klimagerät mit strukturierten Innenoberflächen

Info

Publication number: DE10161903A1
Application number: DE10161903A
Authority: DE
Inventors: Hermann Stahl; Waldemar Pieczarek
Original assignee: Kendro Laboratory Products GmbH
Current assignee: Thermo Electron LED GmbH
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2021-12-18
Also published as: DE10161903B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, insbesondere einen Klima- oder einen Begasungsbrutschrank, mit einem Nutzungsraum, dessen Innenoberflächen zumindest teilweise als strukturierte Oberflächen mit einer Strukturgröße von maximal 250 mum ausgebildet sind. Die Strukturierung kann beispielsweise durch Auftragen einer Beschichtung erhalten werden, welche Mikro- oder Nanoteilchen enthält. Durch die Strukturierung der Innenoberflächen wird verhindert, dass sich Wassertropfen längere Zeit auf den Oberflächen festsetzen und sich dort Mikroorganismen vermehren. Durch die Vergrößerung der Oberfläche kann außerdem der Luftfeuchtigkeitsgehalt im Nutzungsraum sehr schnell auf den gewünschten Wert gebracht und insgesamt gegenüber dem Luftfeuchtigkeitsgehalt in herkömmlichen Klimageräten erhöht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, insbesondere einen Klima- oder Begasungsbrutschrank, bei welchem die Innenoberflächen, die den Nutzungsraum des Klimageräts umschließen, zumindest teilweise als strukturierte Oberflächen ausgebildet sind.
Klimageräte werden dazu verwendet, Objekte unter definierten klimatischen Bedingungen zu behandeln. Ein Beispiel für Klimageräte sind Brutschränke, in welchen Zellen oder Mikroorganismen vermehrt werden. In den so genannten Begasungsbrutschränken wird versucht, Zellkulturen unter Bedingungen zu inkubieren, welche denen des menschlichen Körpers möglichst nahe kommen. Die Inkubation findet beispielsweise bei 37° Celsius und einer Luftfeuchtigkeit von etwa 97% rH in einer Kohlendioxid-Atmosphäre statt. Derartige Brutschränke sind beispielsweise in den Patentanmeldungen DE-A-197 47 498, DE-A-100 24 581 und EP-A-0725133 der Anmelderin beschrieben.
Bei der Inkubation in Brutschränken ist es in der Regel besonders wünschenswert, eine möglichst hohe Luftfeuchtigkeit im gesamten Nutzungsraum des Brutschranks zu erzielen. Bei einer Luftfeuchtigkeit von über etwa 95% rH beginnt jedoch Wasser an den Innenwänden des Klimagerätes zu kondensieren, so dass sich dort Tropfen oder nasse Stellen bilden. Dies ist nicht nur wegen des optischen Eindrucks unerwünscht, sondern vor allem deshalb, weil sich in den nassen Bereichen Mikroorganismen ansiedeln. Diese können zur Verunreinigung der im Brutschrank behandelten Proben führen. Wegen der Kondensation des Wassers lässt sich auch der Luftfeuchtigkeitsgehalt im Brutschrank nicht beliebig erhöhen, so dass bislang Luftfeuchtigkeiten von über etwa 97% rH nicht erreichbar waren. Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Brutschränke besteht darin, dass sich nach dem Öffnen und Schließen der Gerätetür die gewünschte Luftfeuchtigkeit erst nach einem relativ langen Zeitraum wieder einstellt. Auch die Gleichmäßigkeit der Luftfeuchtigkeitsverteilung über den gesamten Innenraum ist nicht immer vollkommen zufriedenstellend.
Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, ein Klimagerät zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Es sollte ein Klimagerät verfügbar gemacht werden, auf dessen Innenwänden sich Feuchtigkeitsüberschüsse nicht dauerhaft abscheiden und bei denen die Kontamination der Innenflächen mit Mikroorganismen vermindert und möglichst weitgehend vermieden wird. Das Klimagerät sollte zudem die Einstellung einer gleichmäßigen und hohen Luftfeuchtigkeit im Nutzungsraum ermöglichen bei kurzen Erholungszeiten nach Öffnen und Schließen des Klimagerätes.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Klimagerät gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen des Klimagerätes sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung bestimmter Beschichtungsmaterialien zur Herstellung des Klimageräts gemäß Anspruch 15 sowie ein Verfahren zu Herstellung des Klimageräts gemäß Ansprüchen 16 und 17.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung also ein Klimagerät, mit einem von Innenoberflächen umschlossenen Nutzungsraum. Die Innenoberflächen sind zumindest teilweise als strukturierte Oberflächen ausgebildet. Die Größe der Strukturen beträgt maximal 250 µm.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass die Strukturierung der Innenoberflächen des Nutzungsraums in der vorstehend genannten Weise zu einer deutlichen Verbesserung der klimatischen Bedingungen im Klimagerät führt. Dies gilt überraschenderweise unabhängig davon, ob die strukturierte Oberfläche hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften besitzt. Im Falle schlecht benetzbarer Oberflächen führt die Strukturierung zu einer weiter verschlechterten Benetzbarkeit. Auf der Oberfläche entstehendes Kondensat fließt deshalb praktisch sofort ab, so dass keine Tropfen auf der Innenwand haften bleiben. Umgekehrt führt die Oberflächenstrukturierung bei gut benetzbaren Oberflächen zu einer verbesserten Benetzbarkeit. Kondensierende Feuchtigkeit führt deshalb zu einem gleichmäßigen und sehr dünnen Film auf der Oberfläche, auf dem überflüssige Feuchtigkeit sehr schnell abfließt. Es bilden sich deshalb auf der Oberfläche keine Tropfen, und der dünne Wasserfilm ist praktisch unsichtbar. Sowohl im Falle hydrophober als auch hydrophiler Oberflächenstrukturierter Innenwände ist das Aussehen des Nutzungsraums gegenüber herkömmlichen Klimageräten daher deutlich verbessert. Durch die Vermeidung der Tropfenbildung kann zudem die Ansiedlung von Mikroorganismen auf den Innenwänden des Klimageräts deutlich reduziert werden. Wegen der zur Verdampfung zur Verfügung stehenden sehr großen Oberfläche wird an den Innenwänden niedergeschlagene Feuchtigkeit sehr schnell wieder in die Dampfphase zurückgeführt. Der Anteil verdampfter Flüssigkeit ist deshalb sehr hoch, und die Luftfeuchtigkeit im Nutzungsraum kann gegenüber herkömmlichen Klimageräten erhöht werden. Insbesondere bei der Verwendung hydrophiler strukturierter Oberflächen sind Luftfeuchtigkeiten bis nahe 100% rH möglich. Die Erholzeit, innerhalb derer sich das Klima im Nutzungsraum auf die gewünschten Werte eingestellt hat, ist gegenüber herkömmlichen Geräten deutlich verkürzt. Störungen des Innenraumklimas, beispielsweise durch Entnahme und erneutes Beschicken des Nutzungsraums mit Proben, werden sehr schnell wieder ausgeglichen. Auch sehr hohe, gleichmäßige Feuchtigkeitswerte innerhalb des gesamten Nutzungsraums werden in kurzer Zeit erreicht. Auf diese Weise lässt sich der Durchsatz deutlich erhöhen.
Die Innenoberflächen des Nutzungsraums des erfindungsgemäßen Klimageräts können ganz oder teilweise mit der Oberflächenstrukturierung versehen sein. Beispielsweise ist es möglich, die Seitenwände vollständig mit strukturierten Oberflächen auszubilden, Boden und Deckenflächen aber unstrukturiert zu lassen. Wird ein Klimaschrank mit einer Bodenwanne zur Aufnahme des Wasserreservoirs verwendet, ist eine Strukturierung der Oberfläche in der Bodenwanne selbstverständlich nicht unbedingt erforderlich, kann aber erfolgen, um beispielsweise die Reinigung der Bodenwanne zu erleichtern. Besitzt das Klimagerät eine Sichttür, wird deren Innenfläche, wenn sie eine strukturierte Oberfläche erhalten soll, zweckmäßig so behandelt, dass durch die Strukturierung die Transparenz nicht verloren geht.
Bei einer nur teilweisen Oberflächenstrukturierung der Innenoberflächen des Klimageräts können die Strukturierungen nur an den kritischen Punkten vorgesehen werden. Dies sind zweckmäßig solche Bereiche, in denen die Feuchtigkeit besonders leicht kondensiert. Außerdem können die Oberflächenstrukturierungen bereichsweise so angebracht werden, dass die Verteilung der Luftfeuchtigkeit im Nutzungsraum gezielt beeinflusst wird. Dies ist ebenfalls durch Variation der Eigenschaften der Oberflächenstrukturierung über den Bereich der Innenoberflächen des Nutzungsraumes möglich. Falls gewünscht, können beispielsweise durch gezielte Ausgestaltung der Oberflächenstruktur in einem bestimmten Bereich oder durch Weglassen der Oberflächenstrukturierung in diesem Bereich gezielt Taupunkte geschaffen werden, an denen Feuchtigkeit kondensieren kann.
In einer Variante der Erfindung ist die Strukturierung der Oberfläche so ausgebildet, dass sie Erhebungen mit einer Höhe im Bereich von 5 bis 100 µm aufweist. Bevorzugt beträgt die Höhe der Erhebungen 10 bis 50 µm. Der Abstand zwischen den Spitzen der Erhebungen liegt zwischen 5 und 200 µm, insbesondere zwischen 10 und 100 µm. Derartige, mikrostrukturierte Oberflächen sind auch unter dem Namen Bionik-Oberflächen bekannt. Sie eignen sich besonders gut zur Verwendung bei hydrophoben Oberflächen und verhindern, dass sich Wassertropfen oder Schmutzpartikel auf der Oberfläche ablagern und dort haften bleiben. Auf derart strukturierten Oberflächen niedergeschlagenes Wasser bildet sofort Tropfen, welche unter Mitnahme von Schmutzpartikeln von der strukturierten Fläche ablaufen. Diese Selbstreinigungswirkung, die auch unter dem Namen "Lotus-Effekt" bekannt ist, ist besonders ausgeprägt, wenn sich auf der mikrostrukturierten Oberfläche noch eine Feinstruktur mit Strukturgrößen zwischen 200 nm und 5 µm befindet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt die Größe der Oberflächenstrukturierung im Nanometerbereich. Bevorzugt sind die Nanostrukturierungen nicht größer als maximal 200 nm und bevorzugt kleiner oder gleich 100 nm und bevorzugt nicht größer als 70 nm. Als besonders geeignet haben sich Strukturgrößen im Bereich von 5 bis 50 nm erwiesen.
Die Oberflächenstrukturierung auf den Innenoberflächen des Nutzungsraums des erfindungsgemäßen Klimageräts kann auf verschiedene Art und Weise erzeugt werden. Eine erste Methode besteht darin, die Innenoberfläche mit einem abrasiven Verfahren zu behandeln, um zu einer Aufrauung der Oberfläche mit den gewünschten Strukturgrößen zu gelangen. Die Aufrauung der Oberfläche kann allein bereits ausreichend sein, um die erfindungsgemäß gewünschten Wirkungen zu erzielen. Alternativ ist es möglich, die Oberfläche im Anschluss an das Strukturierungsverfahren zu beschichten. Geeignet sind grundsätzlich alle hydrophilen oder hydrophoben Beschichtungen, welche den im Nutzungsraum des Klimageräts herrschenden Bedingungen standhalten können. Insbesondere sollte eine hinreichende Temperaturstabilität und Wasserdampfbeständigkeit gegeben sein. Außerdem sollte sichergestellt sein, dass von der Beschichtung nicht die Gefahr der Verunreinigung der im Klimagerät behandelten Proben ausgeht.
Wie bereits erwähnt, sind mikrostrukturierte Oberflächen oder Bionik-Oberflächen besonders vorteilhaft bei hydrophoben und schlecht benetzbaren Oberflächen einsetzbar. Zur Beschichtung mikrostrukturierter Oberflächen werden daher bevorzugt hydrophobe Beschichtungsmaterialien verwendet. Besonders geeignet sind hier Beschichtungsmaterialien mit fluorierten Resten. Beispielsweise kann auf fluorierte oder perfluorierte Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel PTFE, oder (per)fluorierte anorganisch-organische Hybridmaterialien, zum Beispiel Beschichtungen auf der Basis von Perfluoralkylsilanen, verwiesen werden. Auf letzteren Typ von Beschichtungen wird nachfolgend noch näher eingegangen.
Die Herstellung von mikrostrukturierten oder Bionik-Oberflächen und deren Beschichtung ist im Stand der Technik grundsätzlich bereits beschrieben worden. Der Einsatz derartiger Oberflächen lag jedoch bisher auf einem gänzlich anderen Gebiet, insbesondere im Außenbereich und hier hauptsächlich als selbstreinigende Oberflächen von Dachziegeln, Solarzellen und so weiter. Die Herstellung derartiger selbstreinigender Oberflächen ist beispielsweise in der US-A-3,354,022, der WO 96/04123 A1, WO 01/17694 A2 und der WO 01/18321 A1 beschrieben. Die dort beschrieben Verfahren und Materialien sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar, und auf den Inhalt dieser und aller im Folgenden erwähnten Veröffentlichungen wird hier ausdrücklich Bezug genommen.
In einer alternativen Vorgehensweise können die erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturierungen auch dadurch erzeugt werden, dass eine glatte Oberfläche zunächst beschichtet und die Oberflächenstrukturierung anschließend in die Beschichtung eingebracht wird. Hierzu können, wie schon im Fall der unbeschichteten Oberflächen, abtragende Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise chemische Ätzverfahren. Die Oberflächenstrukturierung kann dabei im gesamten Bereich der beschichteten Fläche erzeugt werden oder nur in Teilbereichen derselben. Bevorzugt erfolgt die Oberflächenstrukturierung der Beschichtung jedoch nicht durch ein abrasives Verfahren, sondern mittels eines Prägeverfahrens. Hierzu kann beispielsweise ein Prägestempel verwendet werden, der in die Oberfläche der Beschichtung eingedrückt wird. Je nach Größe der im Prägestempel ausgebildeten Strukturen eignet sich dieses Verfahren sowohl zur Herstellung mikrostrukturierter als auch nanostrukturierter Oberflächen.
Zur Anwendung dieses Verfahrens kann beispielhaft auf die DE-A-198 60 511 verwiesen werden. Hier werden durch Prägen Oberflächenstrukturierungen mit einer Eindrucktiefe von 5 bis 300 nm erzeugt. Als Beschichtungsmaterial wird zunächst ein Siliciumdioxid/Titandioxid-Sol aufgetragen und getrocknet. Nach dem Prägen wird die Beschichtung bei erhöhter Temperatur endgültig ausgehärtet. Anstelle des beschriebenen, anorganischen Beschichtungsmaterials können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere geeignete Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Beispielhaft sei auf anorganisch-organische Hybridmaterialien verwiesen, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden wird.
Die US-A-3,354,022 beschreibt ein solches Prägeverfahren zur Herstellung mikrostrukturierter Oberflächen mit Strukturgrößen im µm-Bereich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Oberflächenstrukturierung durch Aufbringen einer Beschichtung erzeugt, welche Partikel enthält, deren Teilchengröße entsprechend der gewünschten Strukturgröße in der Oberflächenstrukturierung gewählt ist. Derartige Partikel-haltige Beschichtungsmaterialien, die zu einer quasi-stochastischen Oberflächenstrukturierung führen, sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beschichtungsmaterialien, die im Rahmen dieser Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise in der WO 96/04123 A1, WO 98/01508 A1, WO 01/18135 A1, WO 01/18136 A1, WO 01/17694 A2, US-A-3,354,022, US-A-3,986,997, US-A-4,027,073 sowie der DE 197 19 948 A1 und DE 199 39 152 A1 beschrieben.
Die im Beschichtungsmaterial enthaltenen Partikel können sowohl organischer als auch anorganischer Natur sein. Rein organische Materialien sind im Allgemeinen wegen ihrer geringeren mechanischen und chemischen Widerstandsfähigkeit weniger bevorzugt. Es ist möglich, die mikro- oder nanoskaligen Teilchen nur physikalisch in die Beschichtung einzubinden. Bevorzugt ist jedoch die Einbindung der Teilchen in die Beschichtung über chemische Bindungen.
Wegen ihrer hervorragenden, mechanischen und chemischen Eigenschaften sind anorganisch- organische Hybridmaterialien in allen beschriebenen Erfindungsvarianten die bevorzugten Beschichtungsmaterialien. Die Beschichtungen bilden auf der beschichteten Oberfläche ein anorganisches Netzwerk, welches mit organofunktionellen Resten modifiziert ist. Üblicherweise besteht der anorganische Teil aus Glas- oder Keramik-aufbauenden Elementen, wie Silicium, Titan, Zirkon oder Aluminium oder Mischungen dieser Elemente. Im Rahmen der Erfindung sind Siliciumhaltige Materialien, die zu Polyorganosiloxanen führen, bevorzugt. Der organofunktionelle Teil kann je nach den gewünschten Eigenschaften der Beschichtung variiert werden. Hydrophobe Beschichtungen sind beispielsweise durch Verwendung fluorierter oder perfluorierter, organischer Reste erhältlich. Auch die organofunktionellen Reste können untereinander vernetzt werden, wenn sie polymerisierbare oder polykondensierbare Gruppen aufweisen. Beispiele hierfür sind ethylenisch ungesättigte Reste, Epoxid-, Amino-, Acryl- oder Isocyanatreste. Die Vernetzung erfolgt in der Regel bei erhöhter Temperatur und/oder durch Bestrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung. Entsprechende Beschichtungsmaterialien sind beispielsweise unter dem Namen ORMOCERe oder ORMOSILe bekannt. Sie sind käuflich erhältlich und können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden.
Konkrete Beispiele von Beschichtungsmaterialien, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise in der EP 0171493 A2, EP 0358011 A2, EP 0450625 A1, DE 38 28 098 A1, DE 40 25 215 A1, DE 196 53 480 A1 sowie der DE 199 10 876 A1 beschrieben. Auf die DE 199 39 152 A1 wurde bereits hingewiesen. Weitere Beispiele geeigneter Beschichtungen finden sich in der WO 01/23101 A2. Beispielhaft für die Variation der Schichteigenschaften zwischen hydrophil und hydrophob kann auf die US 6,270,903 B1 verwiesen werden. Die geeignete Auswahl hydrophiler Substituenten in den organofunktionellen Resten, um der Beschichtung hydrophile Eigenschaften zu verleihen, ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und bedarf keiner näheren Erläuterung.
Die in den soeben genannten Druckschriften beschriebenen Beschichtungen besitzen eine ausgezeichnete Haftung auf einer Vielzahl von Substraten, wie beispielsweise Glas oder Metall, also denjenigen Materialien, welche üblicherweise zur Herstellung des Innenbehälters eines Klimagerätes dienen. Die Beschichtungen weisen gute Licht-, Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit auf. Sie sind im Allgemeinen transparent und besitzen eine hohe Kratz- und Abriebfestigkeit, weshalb sie häufig zur Beschichtung von optischen Systemen wie Linsen eingesetzt werden.
Die beschriebenen mechanischen und chemischen Eigenschaften machen die anorganischorganischen Hybridmaterialien ausgesprochen geeignet für die Verwendung als Beschichtung von Innenwänden eines Nutzungsraums eines Klimageräts. Wegen ihrer guten Abriebfestigkeit und Kratzbeständigkeit können die Schichten ohne weiteres mechanisch gereinigt werden. Wegen ihrer hohen Temperaturbeständigkeit können die Beschichtungen auch in solchen Klimageräten eingesetzt werden, in denen eine Heißdampfatmosphäre herrscht. Dies sind beispielsweise Heißdampfsterilisatoren oder Inkubatoren, welche unter Verwendung von Heißdampf dekontaminiert werden.
Die in den zuletzt genannten Veröffentlichungen beschriebenen Beschichtungsmaterialien sind nicht mikro- oder nanostrukturiert. Sie eignen sich primär daher nur zur Beschichtung solcher Oberflächen, die bereits eine Oberflächenstrukturierung aufweisen. Jedoch lässt sich die Lehre dieser Druckschriften hinsichtlich der Zusammensetzung der Beschichtungsmaterialien und deren Verarbeitung ohne weiteres auf mikro- oder nanostrukturierte Beschichtungen übertragen. Beispielsweise können den Beschichtungen Mikro- oder Nanoteilchen zugesetzt werden, oder die organofunktionellen Reste können anstelle derjenigen in anderen bekannten Hybridmaterialien Verwendung finden.
Wie bereits erwähnt, sind die mikro- oder nanoskaligen Partikel in mikro- oder nanostrukturierten Beschichtungen für die erfindungsgemäße Verwendung bevorzugt chemisch in das Beschichtungsmaterial eingebunden. Dies geschieht zweckmäßig, indem die Partikel mit den funktionellen organischen Resten oberflächenmodifiziert werden. Die Oberflächenmodifikation kann an den fertigen Teilchen erfolgen oder bereits bei deren Herstellung in situ stattfinden. Bei dem in der US-A-3,986,997 und US-A-4,027,073 beschriebenen Verfahren wird beispielsweise kolloidales Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von 5 bis 150 nm und insbesondere 10 bis 30 nm mit einem Alkohol umgesetzt, um ein Vorkondensat in Form eines Hydrosols zu ergeben. Das Vorkondensat wird anschließend mir einer Verbindung RSi(OCH₃)₃, worin R einen nicht hydrolisierbaren, organischen Rest bedeutet, umgesetzt, wobei ein Gel entsteht, welches bei erhöhter Temperatur ausgehärtet wird.
Die DE-A-197 19 948 verwendet nanoskalige, anorganische Feststoffteilchen auf der Basis von beispielsweise Silicium-, Zirkon- oder Titandioxid, welche polymerisierbare oder polykondensierbare, organische Oberflächengruppen aufweisen. Anorganische Teilchen auf der Basis des Siliciumdioxids sind bevorzugt. Auch hier erfolgt die Oberflächenmodifikation vorzugsweise in situ bei der Herstellung der Nanoteilchen aus polykondensierten Silanen und einer entsprechenden organischen Verbindung. Die Veröffentlichung beschreibt, wie die Eigenschaften der Beschichtung in Abhängigkeit von den Ausgangskomponenten variiert werden können. Der Zusatz vollständig hydrolisierbarer Silane führt beispielsweise zu einem höheren Vernetzungsgrad im anorganischen Teil der Beschichtung und damit zu einer größeren Härte. Silane mit fluorierten Resten ergeben sogenannte "Easy-to-Clean-Oberflächen". Diese stellen eine im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugte Variante dar, ohne dass die Erfindung jedoch auf diese Art von Oberflächen beschränkt wäre.
Die Aufbringung der anorganisch-organischen Hybridbeschichtung geschieht zweckmäßig in einem Sol-Gel-Verfahren. Die endgültige Aushärtung, bei welcher die polymerisierbaren oder polykondensierbaren organischen Oberflächengruppen vernetzt werden, erfolgt durch thermische Behandlung oder Bestrahlung, insbesondere UV-Bestrahlung.
Grundsätzlich können die genannten Materialien, so wie in der jeweiligen Veröffentlichung beschrieben, verwendet und verarbeitet werden. Die Auswahl erfolgt zweckmäßig je nach der beabsichtigten Verwendung des Klimageräts unter Berücksichtigung der im Nutzungsraum verwendeten Materialien, der Betriebsbedingungen usw. Herkömmliche Klimageräte können - abgesehen von der Oberflächenstrukturierung - ohne weitere Modifikationen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Konzept ist sehr universell einsetzbar, und die erfindungsgemäßen Klimageräte weisen gegenüber konventionellen ohne Oberflächenstrukturierung der Innenflächen deutliche Vorteile auf. Bei Beschichtung der Oberflächen kann sogar auf die übliche Oberflächenveredelung wie Elektropolitur oder auf eine Rostschutzbehandlung verzichtet werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Beschichtung wenigstens eine Verbindung, die fungizide und/oder bakterizide Eigenschaften besitzt. Beispiele geeigneter Verbindungen sind dem Fachmann bekannt. Es kann sich insbesondere um Metalle oder Metallverbindungen des Kupfers oder Silbers handeln. Die fungizide oder bakterizide Verbindung kann dem Beschichtungsmaterial lediglich lose beigefügt oder, bevorzugt, chemisch in die Beschichtung eingebunden sein, beispielweise durch Ionen- oder von-der-Waals-Bindung oder auf sonstige geeignete Weise. Die fungizide oder bakterizide Verbindung in der Beschichtung verhindert die Kontaminierung der Innenflächen des Nutzungsraums mit Mikroorganismen besonders wirksam.

Claims

1. Klimagerät, insbesondere Klima- oder Begasungsbrutschrank, mit einem von Innenoberflächen umschlossenen Nutzungsraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberflächen zumindest teilweise als strukturierte Oberflächen mit einer Strukturgröße von maximal 250 µm ausgebildet sind.

2. Klimagerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche Erhebungen mit einer Höhe von 5 bis 100 µm, insbesondere 10 bis 50 µm, und einem Abstand zueinander von 5 bis 200 µm, insbesondere 10 bis 100 µm, aufweist.

3. Klimagerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche eine Feinstruktur mit Strukturgrößen zwischen 200 nm und 5 µm aufweist.

4. Klimagerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche als nanostrukturierte Oberfläche ausgebildet ist und die Strukturen insbesondere eine Strukturgröße von maximal 200 nm, bevorzugt maximal 100 nm, besonders bevorzugt maximal 70 nm und insbesondere 5 bis 50 nm, aufweisen.

5. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche durch ein abrasives Verfahren erzeugt ist.

6. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberflächen zumindest teilweise beschichtet sind.

7. Klimagerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften besitzt.

8. Klimagerät gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung fluorierte Reste umfasst.

9. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einem anorganisch-organischen Hybridmaterial und insbesondere aus einem solchen auf Basis von organisch modifizierten Siloxanen besteht.

10. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Partikel mit einer der gewünschten Strukturgröße entsprechenden Partikelgröße umfasst.

11. Klimagerät entsprechend Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel anorganische Feststoffteilchen sind, bevorzugt solche auf der Basis Glas- oder Keramik-aufbauender Elemente, insbesondere auf der Basis von Silicium, Titan, Zirkon, Aluminium oder Mischungen derselben.

12. Klimagerät gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Feststoffteilchen organisch modifiziert sind und die Modifikation bevorzugt in wenigstens einem fluorierten Rest und/oder einem polymerisierbaren oder polykondensierbaren Rest, insbesondere einem ethylenisch ungesättigten Rest, Epoxidrest, Aminorest, Acrylrest oder Isocyanatrest, besteht.

13. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung wenigstens eine fungizide und/oder bakterizide Verbindung enthält.

14. Klimagerät gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur durch Prägen der Beschichtung erzeugt ist.

15. Verwendung von mikro- oder nanostrukturierten Beschichtungsmaterialien zur Herstellung eines Klimageräts gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13.

16. Verfahren zur Herstellung eines Klimageräts gemäß einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch die Schritte:
Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf wenigstens Teilbereiche der Innenoberflächen des Nutzungsraums des Klimageräts und
Aushärten der Beschichtung bei erhöhter Temperatur und/oder durch Bestrahlung, insbesondere UV-Bestrahlung.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial in Form eines Sols aufgetragen wird.