CN109765687B - 曲面外壳上疏水涂层的制作方法及内窥镜 - Google Patents

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Abstract

一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法及内窥镜，该方法包括如下步骤：提供纳米压印弹性模板，在纳米压印弹性模板上形成有纳米压印结构；提供曲面外壳，在曲面外壳上设置纳米压印胶层；将所述纳米压印弹性模板中纳米压印结构所在的一侧与所述纳米压印胶层贴合于一起，并将所述纳米压印结构印制于所述纳米压印胶层上；对所述纳米压印胶层进行固化。该制作方法能够较为容易地在曲面外壳上制作疏水涂层。

Description

曲面外壳上疏水涂层的制作方法及内窥镜
技术领域
本发明涉及表面处理领域，尤其是一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法及内窥镜。
背景技术
内窥镜在使用过程中，会近距离接触人体体液，包括血液、组织液、唾液、胃液等，这些液体中含有许多粘性物质，容易沾在镜头表面，影响成像。目前使用的手段是在内窥镜中加入喷枪，利用喷水的方法将内窥镜镜头表面冲刷干净。但在某些应用场景中，不能使用喷枪，比如胶囊内窥镜等，因此，在这些内窥镜镜头表面制备稳定的疏水涂层变得尤为重要。现有的疏水涂层的设置一般为在内窥镜镜头的表面制作纳米结构。
在现有技术中，纳米结构的疏水涂层一般是通过光刻、喷涂纳米颗粒或者等离子轰击等方法形成。然而，为了使内窥镜便于在体内移动，内窥镜的表面一般为由塑料外壳制作成的曲面，或者直接使用胶囊型内窥镜。在现有技术中，光刻的方法无法在曲面上制作纳米结构；而当采用喷涂纳米颗粒时，塑料的外壳又无法经受工艺中的高温；等离子轰击成型纳米结构的方法成本较高，且制作效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法及采用该制作方法制作的内窥镜，该制作方法能够较为容易地在曲面外壳上制作疏水涂层。
本发明提供一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法，包括如下步骤：
提供纳米压印弹性模板，在纳米压印弹性模板上形成有纳米压印结构；
提供曲面外壳，在曲面外壳上设置纳米压印胶层；
将所述纳米压印弹性模板中纳米压印结构所在的一侧与所述纳米压印胶层贴合于一起，并将所述纳米压印结构印制于所述纳米压印胶层上；
对所述纳米压印胶层进行固化；
在将所述纳米压印弹性模板中的纳米压印结构所在的一侧与所述纳米压印胶层贴合于一起，并将所述纳米压印结构印制于所述纳米压印胶层的步骤中，该方法还包括如下步骤：
将所述纳米压印弹性模板中的纳米压印结构所在的一侧放置于所述纳米压印胶层上，形成纳米压印组件；
将所述纳米压印组件放置于密封工作室内；
提供一柔性透明覆盖膜，将所述柔性透明覆盖膜盖设于所述纳米压印组件上，并跨过所述纳米压印组件的边缘后与所述密封工作室的底板接触，使所述柔性透明覆盖膜与所述密封工作室的底板之间形成容置所述纳米压印组件的容置腔；所述柔性透明覆盖膜与所述密封工作室的底板的接触状态，使得在所述密封工作室内的气压降低时，所述容置腔内的气体溢出至所述密封工作室，而在所述密封工作室内的气压升高时，所述容置腔外的气压压迫所述透明覆盖膜，所述密封工作室内的气体无法进入所述容置腔；
降低所述密封工作室内的气压，使所述容置腔内的气压小于初始状态下所述密封工作室内的气压；
增加所述密封工作室内的气压，使所述密封工作室内的气压大于所述容置腔内的气压。
进一步地，通过加热或紫外线照射的方法对纳米压印胶层进行固化。
进一步地，所述纳米压印结构为纳米锥形结构、纳米柱形结构、四棱锥形结构或三棱柱形结构。
进一步地，所述纳米压印胶层的厚度为100nm-5000nm。
进一步地，该方法还包括，在所述纳米压印胶层固化后，在所述纳米压印胶层的纳米结构上形成多个纳米颗粒。
进一步地，所述纳米颗粒通过蒸镀或喷涂形成于所述纳米压印胶层的纳米结构上。
进一步地，所述纳米颗粒为氟化物。
进一步地，该方法还包括在所述密封工作室的底板上形成柔性衬底膜，所述柔性透明覆盖膜盖设于所述纳米压印组件上，并跨过所述纳米压印组件的边缘后与所述柔性衬底膜接触。
本发明还提供了一种内窥镜，该内窥镜通过本发明提供的曲面外壳上疏水涂层的制作方法制作而成
综上所述，本发明通过通过提供形成有纳米压印结构的纳米压印弹性模板，以及在曲面外壳上涂覆纳米压印胶层，能够将纳米压印弹性模板上的纳米压印结构印制于纳米压印胶层上，最后对纳米压印胶层进行固化，即可在曲面外壳上形成纳米结构，该纳米结构具有较好地疏水效果，能够有效地避免人体内各种粘液的粘连。由于采用了纳米压印弹性模板，因此，该模板可以弯曲，能够适应内窥镜等曲面外壳的弧度，较好地完成纳米压印结构的印制，因此，该制作方法能够较为容易地在曲面外壳上制作疏水涂层。进一步地，本发明通过密封工作室及柔性透明覆盖膜的设置，能够在较低压力的情况下将纳米压印弹性模板贴合于纳米压印胶层上，并能够均匀地向纳米压印模组提供压力，且能够缩短压印所用的时间，提高工作效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例中纳米压印弹性模板结构的结构示意图。
图2为本发明第一实施例中曲面结构的结构示意图。
图3为本发明第一实施例中印制纳米压印结构时的示意图。
图4为本发明第一实施例中曲面结构上形成疏水涂层时的结构示意图。
图5为本发明第二实施例中曲面结构上形成疏水涂层时的结构示意图。
图6为本发明第三实施例中印制纳米结构时的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。
本发明的目的在于提供一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法及采用该制作方法制作的内窥镜，该制作方法能够较为容易地在曲面外壳上制作疏水涂层。
图1为本发明第一实施例中纳米压印弹性模板结构的结构示意图，图2为本发明第一实施例中曲面结构的结构示意图，图3为本发明第一实施例中印制纳米压印结构时的示意图，图4为本发明第一实施例中曲面结构上形成疏水涂层时的结构示意图。如图1至图4所示，本发明提供的曲面外壳上疏水涂层的制作方法包括如下步骤：
提供一纳米压印弹性模板11，在纳米压印弹性模板11上形成有纳米压印结构111；
提供曲面外壳12，在曲面外壳12上设置纳米压印胶层121；
将纳米压印弹性模板11中纳米压印结构111所在的一侧与纳米压印胶层121贴合于一起，并将纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上；
对纳米压印胶层121进行固化。
将纳米压印弹性模板11与曲面外壳12分离，纳米压印弹性模板11上的纳米压印结构111即可印制于曲面外壳12的纳米压印胶层121上，曲面外壳12上会形成“印制”后的纳米结构122，即在曲面外壳12上形成了疏水涂层。
所述曲面外壳12可为任意需制造疏水表面的曲面外壳，例如内窥镜等。
在本发明中，疏水涂层122由纳米结构122形成。通过提供形成有纳米压印结构111的纳米压印弹性模板11，以及在曲面外壳12上涂覆纳米压印胶层121，能够将纳米压印弹性模板11上的纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上，最后对纳米压印胶层121进行固化，即可在内窥镜等曲面外壳12上形成纳米结构122，该纳米结构122具有较好地疏水效果，能够有效地避免人体内各种粘液的粘连。由于采用了纳米压印弹性模板11，且该模板可以弯曲，能够适应曲面外壳的弧度，较好地完成纳米压印结构111的印制，因此，该制作方法能够较为容易地在曲面外壳上制作疏水涂层。
在本实施例中，纳米压印胶层121的厚度可以为100nm-5000nm。纳米压印胶可以为热固化纳米压印胶，如PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)、PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)等，与之相应地，通过加热的方法使纳米压印胶层121内的纳米压印结构111进行固化。在其它实施例中，纳米压印胶也可以为紫外固化纳米压印胶，如I-UVP光固化胶、NXR-2000系列光固化胶、及NXR-4000系列光固化胶等，与之相应地，该方法通过紫外线照射的方法使纳米压印胶层121内的纳米压印结构111进行固化。
在本实施例中，曲面外壳12可以为玻璃、石英、塑料等材质。
在本实施例中，纳米压印弹性模板11上的纳米压印结构111可以但不限于为纳米锥形结构、纳米柱形结构、四棱锥形结构、三棱柱形结构等。
图5为本发明第二实施例中曲面外壳上形成疏水涂层时的结构示意图。如图5所示，本发明第二实施例提供的曲面外壳上疏水涂层的制作方法与第一实施例基本相同，其不同在于，在本实施例中，在纳米压印胶层121固化后，也即在曲面外壳12上形成纳米结构122后，在纳米结构122上还形成有多个纳米颗粒123。该纳米颗粒123可以为氟化物，通过蒸镀或喷涂等方式形成于纳米压印结构111的表面上。通过纳米颗粒123可以降低纳米结构122的表面能，在纳米结构122和纳米颗粒123的双重作用下，进一步地增加疏水效果。
图6为本发明第三实施例中印制纳米结构时的结构示意图，如图6所示，本发明第三实施例提供的曲面外壳上疏水涂层的制作方法与第一实施例的方法基本相同，其不同之处在于：该方法在将纳米压印弹性模板11中纳米压印结构111所在的一侧与纳米压印胶层121贴合于一起，并将纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上时，还包括如下步骤：
将纳米压印弹性模板11中纳米压印结构111所在的一侧放置于纳米压印胶层121上，以形成纳米压印组件10；
将纳米压印组件10放置于一密封工作室20内；
提供一柔性透明覆盖膜30，将柔性透明覆盖膜30盖设于纳米压印组件10上，并跨过纳米压印组件10的边缘后与密封工作室20的底板接触，使柔性透明覆盖膜30与密封工作室20的底板之间形成一容置纳米压印组件10的容置腔40；
降低密封工作室20内的气压，使容置腔40内的气压小于初始状态下密封工作室20内的气压，即未降低气压前密封工作室20内的气压；
增加密封工作室20内的气压，使密封工作室20内的气压大于容置腔40内的气压，以将纳米压印弹性模板11贴合于纳米压印胶层121上，并将纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上。
在本实施例中，通过在纳米压印组件10上覆盖一柔性透明覆盖膜30，并使该柔性透明覆盖膜30跨过纳米压印组件10的边缘后与密封工作室20的底板接触，使柔性透明覆盖膜30与密封工作室20的底板之间形成一容置纳米压印组件10的容置腔40；先通过真空泵降低密封工作室20内的气压，由于柔性透明覆盖膜30与密封工作室20的底板仅处于接触状态，在密封工作室20内的气压降低时，容置腔40内的气体会溢出，此时容置腔40内的气压会小于初始状态，也即未降低气压时密封工作室20内的气压(但可能会大于此时密封工作室20内的气压)；然后使密封工作室20内的气压升高，由于此时，密封容置腔40外的气压会压迫柔性透明覆盖膜30，使之与底板更紧密的接触，密封工作室20内的气压无法进入容置腔40内，这会使密封工作室20内的气压大于容置腔40内的气压，柔性透明覆盖膜30能够传导密封工作室20内气体的压力，继而对纳米压印组件10施加作用力。
当纳米压印弹性模板11呈未弯曲状放置于纳米压印胶层121上时，纳米压印弹性模板11可在柔性透明覆盖膜30的作用下发生弯曲，继而贴合于纳米压印胶层121上，并将纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上。可以理解地，纳米压印弹性模板11也可以事先贴合于纳米压印胶层121上。该方法能够使纳米压印弹性模板11较好地依据内窥镜等曲面外壳12的轮廓，将纳米压印弹性模板11与纳米压印胶层121贴合于一起，并对纳米压印组件10施加均匀的力，更易使纳米结构122成型。
在上述过程中，无需再向密封工作室20内施加高压气体，也无需再增加额外的加压装置，即可完成贴合的过程，进一步地，该方法在贴合后，还可以直接对纳米压印胶层121进行固化，这能够缩短压印所用的时间，提高工作效率。
进一步地，该方法还包括在密封工作室20的底板上形成柔性衬底膜21，将柔性透明覆盖膜30盖设于纳米压印组件10上，并跨过纳米压印组件10的边缘后与柔性衬底膜21接触，通过柔性衬底膜21的设置，可以使得柔性透明覆盖膜30与密封工作室20的底板在外界压力的作用下接触更加的紧密。
进一步地，在降低密封工作室20内的气压的步骤中，可以通过真空泵将密封工作室20内的气压抽至5Pa至100Pa。
进一步地，在增加密封工作室20内的气压的步骤中，使密封工作室20的内部与外部连通，也即，此时密封工作室20内的气压与大气压基本相等。
综上所述，本发明通过通过提供形成有纳米压印结构111的纳米压印弹性模板11，以及在曲面外壳12上涂覆纳米压印胶层121，能够将纳米压印弹性模板11上的纳米压印结构111印制于纳米压印胶层121上，最后对纳米压印胶层121进行固化，即可在曲面外壳12上形成纳米结构122，该纳米结构122具有较好地疏水效果，能够有效地避免人体内各种粘液的粘连。由于采用了纳米压印弹性模板11，因此，该模板可以弯曲，能够适应内窥镜等曲面外壳12的弧度，较好地完成纳米压印结构111的印制，因此，该制作方法能够较为容易地在曲面外壳12上制作疏水涂层。进一步地，本发明通过密封工作室20及柔性透明覆盖膜30的设置，能够在较低压力的情况下将纳米压印弹性模板11贴合于纳米压印胶层121上，并能够均匀地向纳米压印模组10提供压力，且能够缩短压印所用的时间，提高工作效率。
本发明还提供了一种内窥镜，该内窥镜的曲面外壳上形成有疏水涂层122，该疏水涂层122由本发明提供的曲面外壳上疏水涂层122的制作方法制作而成。关于该内窥镜的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
提供纳米压印弹性模板，在纳米压印弹性模板上形成有纳米压印结构；
提供曲面外壳，在曲面外壳上设置纳米压印胶层；
将所述纳米压印弹性模板中纳米压印结构所在的一侧与所述纳米压印胶层贴合于一起，并将所述纳米压印结构印制于所述纳米压印胶层上；
对所述纳米压印胶层进行固化；
在将所述纳米压印弹性模板中的纳米压印结构所在的一侧与所述纳米压印胶层贴合于一起，并将所述纳米压印结构印制于所述纳米压印胶层的步骤中，该方法还包括如下步骤：
将所述纳米压印弹性模板中的纳米压印结构所在的一侧放置于所述纳米压印胶层上，形成纳米压印组件；
将所述纳米压印组件放置于密封工作室内；
提供一柔性透明覆盖膜，将所述柔性透明覆盖膜盖设于所述纳米压印组件上，并跨过所述纳米压印组件的边缘后与所述密封工作室的底板接触，使所述柔性透明覆盖膜与所述密封工作室的底板之间形成容置所述纳米压印组件的容置腔；所述柔性透明覆盖膜与所述密封工作室的底板的接触状态，使得在所述密封工作室内的气压降低时，所述容置腔内的气体溢出至所述密封工作室，而在所述密封工作室内的气压升高时，所述容置腔外的气压压迫所述透明覆盖膜，所述密封工作室内的气体无法进入所述容置腔；
降低所述密封工作室内的气压，使所述容置腔内的气压小于初始状态下所述密封工作室内的气压；
增加所述密封工作室内的气压，使所述密封工作室内的气压大于所述容置腔内的气压。
2.根据权利要求1所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：通过加热或紫外线照射的方法对纳米压印胶层进行固化。
3.根据权利要求1所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：所述纳米压印结构为纳米锥形结构、纳米柱形结构、四棱锥形结构或三棱柱形结构。
4.根据权利要求1所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：所述纳米压印胶层的厚度为100nm-5000nm。
5.根据权利要求1所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：该方法还包括，在所述纳米压印胶层固化后，在所述纳米压印胶层的纳米结构上形成多个纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：所述纳米颗粒通过蒸镀或喷涂形成于所述纳米压印胶层的纳米结构上。
7.根据权利要求5所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：所述纳米颗粒为氟化物。
8.根据权利要求1所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法，其特征在于：该方法还包括在所述密封工作室的底板上形成柔性衬底膜，所述柔性透明覆盖膜盖设于所述纳米压印组件上，并跨过所述纳米压印组件的边缘后与所述柔性衬底膜接触。
9.一种内窥镜，其特征在于：所述内窥镜由权利要求1至8中任意一项所述的曲面外壳上疏水涂层的制作方法制作而成。
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