一種雙排類纖維陣列排筆及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用金屬箔制作的雙排類纖維的陣列排筆及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機光電材料具有性能可控，容易加工等優(yōu)點在電子學、光通訊、信息存儲、以及生命科學等領(lǐng)域呈現(xiàn)誘人的應用前景。目前制備有機光電材料的方法多是通過旋涂法(Spin coating)、浸涂法(Dip-coating)、噴墨打印技術(shù)(Ink jet printing)和絲網(wǎng)印刷法(Screen printing)得到。為開發(fā)一種常溫溶液加工技術(shù)來開展定位精確的復雜微/納米結(jié)構(gòu)的光電功能納米材料技術(shù)研究，中科院理化所江雷課題組受中國毛筆利用一維各向異性結(jié)構(gòu)纖維對液滴的定向輸運可以制備得到均勻涂層的啟發(fā)，發(fā)展了通過利用一維各向異性結(jié)構(gòu)纖維定向排列得到纖維陣列，采用平行纖維陣列結(jié)構(gòu)能夠可控制備得到具有精確厚度和寬度的微納米尺度薄膜。但前期的這些研究工作都是在實驗室完成，所制備得到的纖維陣列結(jié)構(gòu)目前存在如下問題:(I)所用纖維陣列為手工制作，受操作者的個體差異限制；(2)單排動物毛的普通排筆是可以任意做出來的，但要制成微米級的間隔排列、納米級的尖部平齊，是靠手工根本做不到的；(3)用復合材料和磨具復型出排筆單片時，其毛尖部的機械強度無法勝任刷膜的要求；(4)用合成纖維拉制，兩根毛的基本可實現(xiàn)批量的一致性。但多根毛的，無論是國內(nèi)外，均沒有能機械化制作的范例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種能夠涂刷出均勻的納米膜層的雙排類纖維陣列排筆。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]—種雙排類纖維陣列排筆，包括兩片金屬箔，每片所述金屬箔的下端均設(shè)有若干個向下方延伸的間隔均勻的梳齒，相鄰的梳齒之間從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，在最外側(cè)的所述梳齒的外側(cè)也開設(shè)有從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，所述兩片金屬箔交叉設(shè)置，使得金屬箔上的梳齒間隔交叉布置。采用上述結(jié)構(gòu)后到達金屬箔平面的微量液體在鏤空槽的作用下迅速向整個金屬箔的兩端鋪展，使每一個梳齒的根部都能接觸到液體。相鄰的兩個梳齒的根部都與一個鏤空槽的下部連接，液體會沿著兩梳齒之間的縫隙迅速向梳齒的頭部滋潤擴展。這種滋潤擴展實際上是無數(shù)個小水珠在運動，當本發(fā)明的排筆與供液系統(tǒng)連接后，無數(shù)個液體小水珠會到達兩個金屬箔的梳齒頭部交匯處時，在液體相互浸潤吸引力和內(nèi)聚力的作用下，會在兩梳齒頭部之間形成一個上部是三角形，下部是圓弧的長水柱。用整個裝置刷膜時，用微量液體供應系統(tǒng)控制液體輸入量。當本發(fā)明的排筆滑動時，始終是這個水柱的弧面與刷膜基板接觸，當排筆在運動中的液體消耗量與輸入量平衡時即可刷出均勻的納米膜層來。
[0006]優(yōu)選地，所述金屬箔的中心位置處到梳齒的頭部傾斜設(shè)置，使得金屬箔的截面形狀為中心厚而梳齒頭部薄的楔形形狀。所述梳齒的根部厚、頭部薄的形狀能夠提高梳齒的機械強度。
[0007]優(yōu)選地，所述兩片金屬箔成30度角交叉設(shè)置，交叉點與所述梳齒頭部的距離為50微米。
[0008]優(yōu)選地，所述梳齒之間的間距為65微米，所述鏤空槽的寬度為20微米。
[0009]優(yōu)選地，所述金屬箔為紫銅制成的寬度為6毫米，厚度為80微米，梳齒的頭部厚度為30微米的正方形金屬箔。
[0010]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種通過機械化的方法可以制備得到具有規(guī)整排列結(jié)構(gòu)的類纖維陣列排筆。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0012]—種制作如權(quán)利要求1所述排筆的方法，包括下述步驟:
[0013]將金屬箔用微加工的方法制成方形形狀；
[0014]用快速激光在金屬箔的一端加工出間隔均勻的梳齒，然后再加工出從梳齒根部向上方延伸的鏤空槽；
[0015]將兩片金屬箔交叉設(shè)置，使得兩片金屬箔上的梳齒間隔交叉布置。本發(fā)明采用的方法是通過機械加工的方法制備得到具有規(guī)整排練結(jié)構(gòu)的類纖維陣列排筆，所制備的陣列結(jié)構(gòu)完全可以實現(xiàn)排筆功能，且能有效解決因人為原因，及毛發(fā)種類，長短等原因造成的誤差。有效解決通過常溫方法實現(xiàn)有機光電材料大面積低成本制備中存在的問題。
[0016]優(yōu)選地，將金屬箔用微加工的方法制成一半厚度均勻、另一半厚度逐漸減小截面為楔形的方形形狀;用快速激光在金屬箔上楔形位置處加工出間隔均勻的梳齒，然后再加工出從梳齒根部向上方延伸的鏤空槽。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0018]圖1示出本發(fā)明中金屬箔的主視圖。
[0019]圖2示出本發(fā)明中金屬箔的側(cè)視圖。
[0020]圖3示出本發(fā)明中金屬箔的A部放大視圖。
[0021 ]圖4示出本發(fā)明中兩片金屬箔的布置示意圖。
[0022]圖5示出本發(fā)明中液體位于兩片金屬箔上的梳齒頭部的局部示意圖。
[0023]圖6示出本發(fā)明設(shè)置在微流供液座上的爆炸圖。
【具體實施方式】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0025]如圖1和圖3所示，一種雙排類纖維陣列排筆，包括兩片紫銅制成的邊長為6毫米的正方形金屬箔I，每一片金屬箔I的下端均設(shè)有若干個向下方延伸的梳齒2，相鄰的梳齒2之間的間距為65微米，相鄰的梳齒2之間從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽3，在最外側(cè)的梳齒2的外側(cè)也開設(shè)有從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽3，鏤空槽3的寬度為20微米。
[0026]如圖2所示，金屬箔I的一半厚度為80微米的，另一半為由80微米至30微米逐漸變薄的形狀，即金屬箔I的截面形狀為楔形形狀。
[0027]如圖4所示，兩片金屬箔I交叉設(shè)置，使梳齒2間隔交叉布置。交叉角度為30度，交叉點位于尖部向上50微米處。
[0028]到達金屬箔I上的液體在鏤空槽3的作用下迅速向金屬箔I的兩端鋪展，從而使得每一個梳齒2的根部都能接觸到液體，因梳齒2之間的間距為65微米，它的毛細管作用遠大于鏤空槽3的毛細管作用(鏤空槽3的寬度為20微米)，當液體充足時，液體會沿著兩梳齒2之間的縫隙迅速向梳齒頭部滋潤擴展，這種擴展實際上是無數(shù)個小水珠在運動。
[0029]如圖5所示，無數(shù)個小水珠到達兩片金屬箔I上的梳齒2交匯處時，在液體相互浸潤吸引力和內(nèi)聚力的作用下，會在兩排筆尖之間形成一個高40微米左右底寬20微米，上部是三角形，下部是圓弧的長水柱4。
[0030]如圖6所示，將兩片金屬箔I設(shè)置在微流供液座上，用微量液體供應系統(tǒng)控制液體輸入量，當本發(fā)明的排筆滑動時，始終是長水柱4的弧面與刷膜基板接觸，當排筆在運動中的液體消耗量與輸入量平衡時即可刷出均勻的納米膜層。
[0031]制作本發(fā)明的雙排類纖維陣列排筆包括如下步驟:
[0032]將厚度為100微米的紫銅箔，用微加工的方法在6毫米*6毫米的范圍內(nèi)，制成一半厚度均為80微米、另一半為由80微米到30微米的斜面，形成一個截面為楔形形狀的正方形紫銅箔。其中80微米部分為裝卡部位，楔形部位為類纖維陣列排筆部位；
[0033]用快速激光將紫銅箔楔形基板加工出多個梳齒2和鏤空槽3;
[0034]將兩塊紫銅箔制作的單排類纖維陣列排筆“錯位斜交”對裝在一起，使得梳齒2間隔交錯布置，就得到了本發(fā)明的紫銅箔制作的雙排類纖維的陣列排筆。
[0035]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種雙排類纖維陣列排筆，其特征在于，包括兩片金屬箔，每片所述金屬箔的下端均設(shè)有若干個向下方延伸的間隔均勻的梳齒，相鄰的梳齒之間從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，在最外側(cè)的所述梳齒的外側(cè)也開設(shè)有從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，所述兩片金屬箔交叉設(shè)置，使得金屬箔上的梳齒間隔交叉布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙排類纖維陣列排筆，其特征在于:所述金屬箔的中心位置處到梳齒的頭部傾斜設(shè)置，使得金屬箔的截面形狀為中心厚而梳齒頭部薄的楔形形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙排類纖維陣列排筆，其特征在于:所述兩片金屬箔成30度角交叉設(shè)置，交叉點與所述梳齒頭部的距離為50微米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙排類纖維陣列排筆，其特征在于:所述梳齒之間的間距為65微米，所述鏤空槽的寬度為20微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙排類纖維陣列排筆，其特征在于:所述金屬箔為紫銅制成的寬度為6毫米，厚度為80微米，梳齒的頭部厚度為30微米的正方形金屬箔。6.—種制作如權(quán)利要求1所述排筆的方法，其特征在于，包括下述步驟: 將金屬箔用微加工的方法制成方形形狀； 用快速激光在金屬箔的一端加工出間隔均勻的梳齒，然后再加工出從梳齒根部向上方延伸的鏤空槽； 將兩片金屬箔交叉設(shè)置，使得兩片金屬箔上的梳齒間隔交叉布置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于: 將金屬箔用微加工的方法制成一半厚度均勻、另一半厚度逐漸減小截面為楔形的方形形狀； 用快速激光在金屬箔上楔形位置處加工出間隔均勻的梳齒，然后再加工出從梳齒根部向上方延伸的鏤空槽。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種雙排類纖維陣列排筆，包括兩片金屬箔，每片金屬箔的下端均設(shè)有若干個向下方延伸的間隔均勻的梳齒，相鄰的梳齒之間從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，在最外側(cè)的梳齒的外側(cè)也開設(shè)有從根部向上方延伸開設(shè)有鏤空槽，兩片金屬箔交叉設(shè)置，使得金屬箔上的梳齒間隔交叉布置。采用本發(fā)明的排筆本可刷出均勻的納米膜層。發(fā)明還公開了一種制作雙排類纖維陣列排筆的方法。
【IPC分類】B05C5/00
【公開號】CN105521917
【申請?zhí)枴緾N201610048365
【發(fā)明人】江雷, 徐國棟, 王京霞
【申請人】中國科學院理化技術(shù)研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月25日