CN105521917A - 一种双排类纤维阵列排笔及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种双排类纤维阵列排笔，包括两片金属箔，每片金属箔的下端均设有若干个向下方延伸的间隔均匀的梳齿，相邻的梳齿之间从根部向上方延伸开设有镂空槽，在最外侧的梳齿的外侧也开设有从根部向上方延伸开设有镂空槽，两片金属箔交叉设置，使得金属箔上的梳齿间隔交叉布置。采用本发明的排笔本可刷出均匀的纳米膜层。发明还公开了一种制作双排类纤维阵列排笔的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用金属箔制作的双排类纤维的阵列排笔及其制作方法。
背景技术
有机光电材料具有性能可控，容易加工等优点在电子学、光通讯、信息存储、以及生命科学等领域呈现诱人的应用前景。目前制备有机光电材料的方法多是通过旋涂法(Spincoating)、浸涂法(Dip-coating)、喷墨打印技术(Inkjetprinting)和丝网印刷法(Screenprinting)得到。为开发一种常温溶液加工技术来开展定位精确的复杂微/纳米结构的光电功能纳米材料技术研究，中科院理化所江雷课题组受中国毛笔利用一维各向异性结构纤维对液滴的定向输运可以制备得到均匀涂层的启发，发展了通过利用一维各向异性结构纤维定向排列得到纤维阵列，采用平行纤维阵列结构能够可控制备得到具有精确厚度和宽度的微纳米尺度薄膜。但前期的这些研究工作都是在实验室完成，所制备得到的纤维阵列结构目前存在如下问题：(1)所用纤维阵列为手工制作，受操作者的个体差异限制；(2)单排动物毛的普通排笔是可以任意做出来的，但要制成微米级的间隔排列、纳米级的尖部平齐，是靠手工根本做不到的；(3)用复合材料和磨具复型出排笔单片时，其毛尖部的机械强度无法胜任刷膜的要求；(4)用合成纤维拉制，两根毛的基本可实现批量的一致性。但多根毛的，无论是国内外，均没有能机械化制作的范例。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种能够涂刷出均匀的纳米膜层的双排类纤维阵列排笔。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种双排类纤维阵列排笔，包括两片金属箔，每片所述金属箔的下端均设有若干个向下方延伸的间隔均匀的梳齿，相邻的梳齿之间从根部向上方延伸开设有镂空槽，在最外侧的所述梳齿的外侧也开设有从根部向上方延伸开设有镂空槽，所述两片金属箔交叉设置，使得金属箔上的梳齿间隔交叉布置。采用上述结构后到达金属箔平面的微量液体在镂空槽的作用下迅速向整个金属箔的两端铺展，使每一个梳齿的根部都能接触到液体。相邻的两个梳齿的根部都与一个镂空槽的下部连接，液体会沿着两梳齿之间的缝隙迅速向梳齿的头部滋润扩展。这种滋润扩展实际上是无数个小水珠在运动，当本发明的排笔与供液系统连接后，无数个液体小水珠会到达两个金属箔的梳齿头部交汇处时，在液体相互浸润吸引力和内聚力的作用下，会在两梳齿头部之间形成一个上部是三角形，下部是圆弧的长水柱。用整个装置刷膜时，用微量液体供应系统控制液体输入量。当本发明的排笔滑动时，始终是这个水柱的弧面与刷膜基板接触，当排笔在运动中的液体消耗量与输入量平衡时即可刷出均匀的纳米膜层来。
优选地，所述金属箔的中心位置处到梳齿的头部倾斜设置，使得金属箔的截面形状为中心厚而梳齿头部薄的楔形形状。所述梳齿的根部厚、头部薄的形状能够提高梳齿的机械强度。
优选地，所述两片金属箔成30度角交叉设置，交叉点与所述梳齿头部的距离为50微米。
优选地，所述梳齿之间的间距为65微米，所述镂空槽的宽度为20微米。
优选地，所述金属箔为紫铜制成的宽度为6毫米，厚度为80微米，梳齿的头部厚度为30微米的正方形金属箔。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种通过机械化的方法可以制备得到具有规整排列结构的类纤维阵列排笔。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种制作如权利要求1所述排笔的方法，包括下述步骤：
将金属箔用微加工的方法制成方形形状；
用快速激光在金属箔的一端加工出间隔均匀的梳齿，然后再加工出从梳齿根部向上方延伸的镂空槽；
将两片金属箔交叉设置，使得两片金属箔上的梳齿间隔交叉布置。本发明采用的方法是通过机械加工的方法制备得到具有规整排练结构的类纤维阵列排笔，所制备的阵列结构完全可以实现排笔功能，且能有效解决因人为原因，及毛发种类，长短等原因造成的误差。有效解决通过常温方法实现有机光电材料大面积低成本制备中存在的问题。
优选地，将金属箔用微加工的方法制成一半厚度均匀、另一半厚度逐渐减小截面为楔形的方形形状；用快速激光在金属箔上楔形位置处加工出间隔均匀的梳齿，然后再加工出从梳齿根部向上方延伸的镂空槽。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明中金属箔的主视图。
图2示出本发明中金属箔的侧视图。
图3示出本发明中金属箔的A部放大视图。
图4示出本发明中两片金属箔的布置示意图。
图5示出本发明中液体位于两片金属箔上的梳齿头部的局部示意图。
图6示出本发明设置在微流供液座上的爆炸图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1和图3所示，一种双排类纤维阵列排笔，包括两片紫铜制成的边长为6毫米的正方形金属箔1，每一片金属箔1的下端均设有若干个向下方延伸的梳齿2，相邻的梳齿2之间的间距为65微米，相邻的梳齿2之间从根部向上方延伸开设有镂空槽3，在最外侧的梳齿2的外侧也开设有从根部向上方延伸开设有镂空槽3，镂空槽3的宽度为20微米。
如图2所示，金属箔1的一半厚度为80微米的，另一半为由80微米至30微米逐渐变薄的形状，即金属箔1的截面形状为楔形形状。
如图4所示，两片金属箔1交叉设置，使梳齿2间隔交叉布置。交叉角度为30度，交叉点位于尖部向上50微米处。
到达金属箔1上的液体在镂空槽3的作用下迅速向金属箔1的两端铺展，从而使得每一个梳齿2的根部都能接触到液体，因梳齿2之间的间距为65微米，它的毛细管作用远大于镂空槽3的毛细管作用(镂空槽3的宽度为20微米)，当液体充足时，液体会沿着两梳齿2之间的缝隙迅速向梳齿头部滋润扩展，这种扩展实际上是无数个小水珠在运动。
如图5所示，无数个小水珠到达两片金属箔1上的梳齿2交汇处时，在液体相互浸润吸引力和内聚力的作用下，会在两排笔尖之间形成一个高40微米左右底宽20微米，上部是三角形，下部是圆弧的长水柱4。
如图6所示，将两片金属箔1设置在微流供液座上，用微量液体供应系统控制液体输入量，当本发明的排笔滑动时，始终是长水柱4的弧面与刷膜基板接触，当排笔在运动中的液体消耗量与输入量平衡时即可刷出均匀的纳米膜层。
制作本发明的双排类纤维阵列排笔包括如下步骤：
将厚度为100微米的紫铜箔，用微加工的方法在6毫米*6毫米的范围内，制成一半厚度均为80微米、另一半为由80微米到30微米的斜面，形成一个截面为楔形形状的正方形紫铜箔。其中80微米部分为装卡部位，楔形部位为类纤维阵列排笔部位；
用快速激光将紫铜箔楔形基板加工出多个梳齿2和镂空槽3；
将两块紫铜箔制作的单排类纤维阵列排笔“错位斜交”对装在一起，使得梳齿2间隔交错布置，就得到了本发明的紫铜箔制作的双排类纤维的阵列排笔。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种双排类纤维阵列排笔，其特征在于，包括两片金属箔，每片所述金属箔的下端均设有若干个向下方延伸的间隔均匀的梳齿，相邻的梳齿之间从根部向上方延伸开设有镂空槽，在最外侧的所述梳齿的外侧也开设有从根部向上方延伸开设有镂空槽，所述两片金属箔交叉设置，使得金属箔上的梳齿间隔交叉布置。
2.根据权利要求1所述的一种双排类纤维阵列排笔，其特征在于：所述金属箔的中心位置处到梳齿的头部倾斜设置，使得金属箔的截面形状为中心厚而梳齿头部薄的楔形形状。
3.根据权利要求1所述的一种双排类纤维阵列排笔，其特征在于：所述两片金属箔成30度角交叉设置，交叉点与所述梳齿头部的距离为50微米。
4.根据权利要求1所述的一种双排类纤维阵列排笔，其特征在于：所述梳齿之间的间距为65微米，所述镂空槽的宽度为20微米。
5.根据权利要求1所述的一种双排类纤维阵列排笔，其特征在于：所述金属箔为紫铜制成的宽度为6毫米，厚度为80微米，梳齿的头部厚度为30微米的正方形金属箔。
6.一种制作如权利要求1所述排笔的方法，其特征在于，包括下述步骤：
将金属箔用微加工的方法制成方形形状；
用快速激光在金属箔的一端加工出间隔均匀的梳齿，然后再加工出从梳齿根部向上方延伸的镂空槽；
将两片金属箔交叉设置，使得两片金属箔上的梳齿间隔交叉布置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
将金属箔用微加工的方法制成一半厚度均匀、另一半厚度逐渐减小截面为楔形的方形形状；
用快速激光在金属箔上楔形位置处加工出间隔均匀的梳齿，然后再加工出从梳齿根部向上方延伸的镂空槽。
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