專利名稱：快門裝置及快門葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快門裝置及快門葉片，尤其涉及一種用于照相機(jī)的快門裝置及快 門葉片。
背景技術(shù)：
照相機(jī)快門是使感光元件獲得合適曝光量的時(shí)間控制機(jī)構(gòu)。在照相機(jī)發(fā)展早期， 由于感光材料感光度很低，所需曝光時(shí)間很長(zhǎng)，采用裝上、卸下鏡頭蓋來控制曝光時(shí)間。近 年來，隨著感光材料感光度和拍攝要求的不斷提高，對(duì)照相機(jī)快門速度的要求也不斷提高。現(xiàn)有技術(shù)中一般使用鋼及其他金屬合金作為快門葉片的材料。然而，鋼及其他金 屬合金雖然可以在一定程度上滿足照相機(jī)快門在強(qiáng)度上的需求，但是由鋼及其他金屬合金 制備形成的照相機(jī)快門通常具有較大的質(zhì)量，不利于提高快門速度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種能提高快門速度的快門裝置及快門葉片。本發(fā)明提供一種快門裝置，包括一快門葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述快門葉片結(jié)構(gòu)包括至 少一個(gè)快門葉片，所述快門葉片包括多個(gè)碳納米管，所述多個(gè)碳納米管沿所述快門葉片的 表面緊密排列，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。本發(fā)明提供一種快門葉片，可應(yīng)用于一種攝影裝置，用于遮蔽或打開所述攝影裝 置中的一快門開口，從而實(shí)現(xiàn)所述攝影裝置中感光元件的感光，其中，所述快門葉片包括由 多個(gè)碳納米管組成的片狀的自支撐結(jié)構(gòu)，且相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的快門裝置中的快門葉片是由多個(gè)碳納米管組成的層 狀結(jié)構(gòu)，由于碳納米管本身具有質(zhì)量輕、機(jī)械性能高等特性，因此，包含該碳納米管的快門 葉片可在較小的質(zhì)量下達(dá)到較大的強(qiáng)度，從而在應(yīng)用于各種攝影裝置時(shí)，有利于提高快門 速度。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的快門裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片所采用的碳納米管拉膜 的SEM照片。圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片所采用的碳納米管碾壓 膜的SEM照片。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片所采用的碳納米管絮化 膜的SEM照片。圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片所采用的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的SEM照片。圖9為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片所采用的非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的SEM照片。圖10為本發(fā)明第四實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明第五實(shí)施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說明快門裝置100快門基板10快門葉片結(jié)構(gòu)12連接單元14第一驅(qū)動(dòng)單元16第二驅(qū)動(dòng)單元18本體102快門開口104第一快門葉片組122第二快門葉片組124第一主臂142第一副臂144第二主臂146第二副臂148旋轉(zhuǎn)軸143快門葉片20 ；30 ； 40 ；50 ；60碳納米管拉膜22 ；622聚合物涂層32碳納米管線42 ；52聚合物54 ；624碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)6具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的快門裝置及快門葉片作進(jìn)一步的 詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種快門裝置100，該快門裝置100用 于控制一外界光線進(jìn)入到一攝影裝置內(nèi)部并照射到該攝影裝置的感光元件的時(shí)間。當(dāng)該快 門裝置100開啟時(shí)，所述外界光線可照射到所述感光元件，當(dāng)所述快門裝置100閉合時(shí)，所 述快門裝置100可阻擋所述外界光線照射到所述感光元件。所述快門裝置100包括一快門基板10、一連接單元14、一第一驅(qū)動(dòng)單元16、一第二 驅(qū)動(dòng)單元18以及一快門葉片結(jié)構(gòu)12。所述快門基板10用于支撐所述快門葉片結(jié)構(gòu)12、所述連接單元14、所述第一驅(qū)動(dòng)單元16以及所述第二驅(qū)動(dòng)單元18。該快門基板10包括一本體102，所述本體102具有一 快門開口 104。所述本體102為基本平行于所述攝影裝置中感光元件的一平板。所述快門開口 104設(shè)置在該本體102的中央位置并貫通該本體102。當(dāng)該快門裝 置100開啟時(shí)，外界光線可自該快門開口 104照射到所述感光元件。當(dāng)該快門裝置100閉 合時(shí)，所述快門葉片結(jié)構(gòu)12遮擋住該快門開口 104以阻擋所述外界光線照射到所述感光元 件。該快門開口 104的形狀可根據(jù)實(shí)際要求而制備；該快門開口 104的形狀選自方形、矩 形、圓形或其他多邊形。本實(shí)施例中該快門開口 104的形狀為矩形。所述第一驅(qū)動(dòng)單元16及第二驅(qū)動(dòng)單元18設(shè)置于所述本體102的同一側(cè)。該第一 驅(qū)動(dòng)單元16及第二驅(qū)動(dòng)單元18與所述連接單元14轉(zhuǎn)動(dòng)連接，用于驅(qū)動(dòng)所述快門葉片結(jié)構(gòu) 12做順時(shí)針或逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述連接單元14用于連接所述快門葉片結(jié)構(gòu)12與本體102。該連接單元14包 括一第一主臂142、一第一副臂144、一第二主臂146、一第二副臂148以及多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸143。 所述第一主臂142通過所述第一驅(qū)動(dòng)單元16與所述本體102相連接。所述第二主臂146 通過所述第二驅(qū)動(dòng)單元18與所述本體102相連接。所述第一副臂144以及第二副臂148 分別通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸143與所述本體102相連接。該第一主臂142及第一副臂144可在所 述第一驅(qū)動(dòng)單元16的作用下環(huán)繞各自的旋轉(zhuǎn)軸143做順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。所述第二主 臂146及第二副臂148可在所述第二驅(qū)動(dòng)單元18的作用下環(huán)繞各自的的旋轉(zhuǎn)軸143做順 時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。所述快門葉片結(jié)構(gòu)12用于遮蔽或打開所述快門開口 104，從而實(shí)現(xiàn)感光元件的感 光。該快門葉片結(jié)構(gòu)12包括一第一快門葉片組122及一第二快門葉片組124。所述第一快 門葉片組122與第二快門葉片組IM均包括至少一快門葉片20。所述第一快門葉片組122 及第二快門葉片組124中的快門葉片20的形狀及數(shù)量不限。本實(shí)施例中，所述第一快門葉 片組122及第二快門葉片組IM均包括4個(gè)快門葉片20。所述第一快門葉片組122與所述 第一主臂142及第一副臂144相連接，并可以在所述第一驅(qū)動(dòng)單元16的驅(qū)動(dòng)下，做直線運(yùn) 動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)遮蔽或打開所述快門開口 104。所述第二快門葉片組IM與所述第二主臂146 及第二副臂148相連接，并可以在所述第二驅(qū)動(dòng)單元18的驅(qū)動(dòng)下，做直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)遮 蔽或打開所述快門開口 104。當(dāng)所述快門裝置100在工作時(shí)，所述第二主臂146及第二副臂148在所述第二驅(qū) 動(dòng)單元18的驅(qū)動(dòng)下，可以繞所述旋轉(zhuǎn)軸143沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)所述第二快門葉片 組124的4個(gè)快門葉片20進(jìn)行直線移動(dòng)，從而打開快門開口 104 ；曝光預(yù)定時(shí)間后，所述第 一主臂142及第一副臂144在所述第一驅(qū)動(dòng)單元16的驅(qū)動(dòng)下，繞所述旋轉(zhuǎn)軸143沿順時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)所述第一快門葉片組122進(jìn)行直線移動(dòng)，使所述第一快門葉片組122中的 4個(gè)快門葉片20遮蔽所述快門開口 104，從而結(jié)束曝光?？梢岳斫?，所述快門裝置100中的快門葉片20的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作方式不限，可采用 其他現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)與動(dòng)作方式，只需滿足在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下該快門葉片20可以打開或遮 蔽所述快門開口 104從而實(shí)現(xiàn)所述感光元件的曝光即可。所述快門葉片20的形狀可根據(jù)需求制備。該快門葉片20的厚度為1微米 200 微米，優(yōu)選為5微米 20微米。所述快門葉片20對(duì)可見光的透光率大致小于等于1%。所述快門葉片20的結(jié)構(gòu)、形狀與材料基本相同。每一快門葉片20均包括多個(gè)碳納米管。優(yōu) 選地，所述快門葉片20由多個(gè)碳納米管組成。所述多個(gè)碳納米管可無序或有序排列，且該 多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密相連。在宏觀上，所述快門葉片20為一具有平面結(jié)構(gòu)的碳 納米管結(jié)構(gòu)。在微觀上，所述碳納米管結(jié)構(gòu)由多個(gè)碳納米管通過范德華力相互連接而形成， 所述多個(gè)碳納米管可處于同一平面，也可處于不同平面。優(yōu)選地，所述快門葉片20中的多 個(gè)碳納米管基本平行于所述快門葉片20的表面。所述碳納米管結(jié)構(gòu)為一自支撐結(jié)構(gòu)。所 謂“自支撐”即該碳納米管結(jié)構(gòu)無需通過設(shè)置于一基體表面，也能保持自身特定的形狀。由 于該自支撐的碳納米管結(jié)構(gòu)包括大量的碳納米管通過范德華力相互吸引，從而使該碳納米 管結(jié)構(gòu)具有特定的形狀，形成一自支撐結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述快門葉片20是由多個(gè)碳納米管 組成的純結(jié)構(gòu)。所述快門葉片20中的碳納米管無需酸化或其它功能化處理，不含有羧基等 其它功能化基團(tuán)，所述快門葉片20中的碳納米管結(jié)構(gòu)是純碳納米管結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，所 述快門葉片20為多個(gè)碳納米管組成的片狀的自支撐結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)碳納米管中相鄰的碳 納米管通過范德華力緊密相連。所述碳納米管結(jié)構(gòu)可包括一層或多層碳納米管膜，只要使所述碳納米管結(jié)構(gòu)的厚 度在1微米 200微米之間且透光率小于等于即可。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多層碳 納米管膜時(shí)，所述多層碳納米管膜層疊設(shè)置，相鄰的碳納米管膜之間通過范德華力緊密相 連。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例中所提供的快門葉片20是通過將50層厚度大致為0. 1微米 的碳納米管拉膜22層疊設(shè)置而形成一個(gè)厚度大致為5微米的碳納米管結(jié)構(gòu)。所述碳納米 管結(jié)構(gòu)基本不透光。該快門葉片20為一具有一定強(qiáng)度的薄片狀結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見圖3，所述碳納米管拉膜是由若干碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)。所述若干碳 納米管為沿該碳納米管拉膜的長(zhǎng)度方向擇優(yōu)取向排列。所述擇優(yōu)取向是指在碳納米管拉膜 中大多數(shù)碳納米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數(shù)碳納米管的整體延 伸方向基本平行于碳納米管拉膜的表面。進(jìn)一步地，所述碳納米管拉膜中多數(shù)碳納米管是 通過范德華力首尾相連。具體地，所述碳納米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數(shù)碳納 米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。當(dāng)然，所述 碳納米管拉膜中存在少數(shù)偏離該延伸方向的碳納米管，這些碳納米管不會(huì)對(duì)碳納米管拉膜 中大多數(shù)碳納米管的整體取向排列構(gòu)成明顯影響。所述自支撐為碳納米管拉膜不需要大面 積的載體支撐，而只要相對(duì)兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該 碳納米管拉膜置于(或固定于)間隔一定距離設(shè)置的兩個(gè)支撐體上時(shí)，位于兩個(gè)支撐體之 間的碳納米管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態(tài)。所述自支撐主要通過碳納米管拉膜中存在 連續(xù)的通過范德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實(shí)現(xiàn)。具體地，所述碳納米管拉膜中 基本朝同一方向延伸的多數(shù)碳納米管，并非絕對(duì)的直線狀，可以適當(dāng)?shù)膹澢?；或者并非完?按照延伸方向上排列，可以適當(dāng)?shù)钠x延伸方向。因此，不能排除碳納米管拉膜的基本朝同 一方向延伸的多數(shù)碳納米管中并列的碳納米管之間可能存在部分接觸。具體地，所述碳納 米管拉膜包括多個(gè)連續(xù)且定向排列的碳納米管片段。該多個(gè)碳納米管片段通過范德華力首 尾相連。每一碳納米管片段由多個(gè)相互平行的碳納米管組成。該碳納米管片段具有任意的 長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。在所述快門葉片20中，所述碳納米管拉膜22在所述快門葉片20結(jié)構(gòu)中相互層疊設(shè)置，且相鄰的碳納米管拉膜22之間通過范德華力緊密相連。所述碳納米管拉膜22中的 大多數(shù)碳納米管的軸向沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與在 軸向延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米 管與相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。當(dāng)所述快門葉片20由多層碳納米管拉 膜層疊設(shè)置組成時(shí)，優(yōu)選地，至少存在兩層碳納米管拉膜中碳納米管的軸向延伸方向形成 一交叉角α，0° < α <90°。更優(yōu)選地，所述快門葉片20中每一碳納米管拉膜22中的 大多數(shù)碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管拉膜22中的大多數(shù)碳納米管的軸向延 伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。本實(shí)施例中，所述交叉角為90°。可以理解，由于所述碳納米管具有良好的吸光性能，因此，所述快門葉片20在厚 度較薄的范圍內(nèi)即可具有較好的吸光性能。具體地，當(dāng)將所述快門葉片20的厚度大致在1 微米到200微米時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)使所述使快門葉片20對(duì)可見光的透光率大致小于等于的 目的。且，由于所述碳納米管的吸光作用，當(dāng)所述快門葉片遮住所述快門開口 104時(shí)，能減 少所述快門葉片20的反光，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)的拍攝效果。另外，由于碳納米管本身具有很強(qiáng) 的機(jī)械性能，其抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍，彈性模量與金剛石的彈性模量相當(dāng)，因此，在顯著 降低所述快門葉片20的厚度的前提下，依然可達(dá)到傳統(tǒng)的快門葉片的機(jī)械性能。而由于碳 納米管同時(shí)還具有質(zhì)量輕等特點(diǎn)，其密度是鋼材的六分之一左右，因此，厚度降低的快門葉 片20的質(zhì)量將顯著減小，從而能減小所述快門葉片20在遮蔽或打開所述快門開口 104時(shí) 所需的驅(qū)動(dòng)力及制動(dòng)力，進(jìn)而減少照相機(jī)的電池?fù)p耗。最后，所述快門葉片20中每一碳納 米管拉膜中的大多數(shù)碳納米管的延伸方向與相鄰的碳納米管拉膜中的大多數(shù)碳納米管的 延伸方向形成一 90°交叉角，從而使得所述快門葉片20具有較大的機(jī)械強(qiáng)度。所述快門葉片20的制備方法具體包括提供多個(gè)碳納米管拉膜；將該多個(gè)碳納米 管拉膜層疊鋪設(shè)，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)；將所述碳納米管結(jié)構(gòu)經(jīng)一易揮發(fā)性的有機(jī)溶劑處 理，使相鄰的碳納米管拉膜之間緊密結(jié)合；最后將處理得到的碳納米管結(jié)構(gòu)經(jīng)過沖壓加工 形成所述快門葉片20?？梢岳斫猓鎏技{米管結(jié)構(gòu)不限于由碳納米管拉膜構(gòu)成，也可以由碳納米管碾 壓膜、碳納米管絮化膜或者所述三種碳納米管膜中的至少兩種層疊構(gòu)成。所述碳納米管碾壓膜為通過碾壓一碳納米管陣列獲得的一種具有自支撐性的碳 納米管膜。該碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管沿同一方向或不同方向 擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的大多數(shù)碳納米管基本平行于該碳納米管碾壓膜的 表面。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管相互部分交疊，并通過范德華力相互吸引，緊密結(jié) 合，使得該碳納米管膜具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由于碳納 米管碾壓膜中的碳納米管之間通過范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一 自支撐的結(jié)構(gòu)。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米管與形成碳納米管陣列的生長(zhǎng)基底的表面 形成一夾角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度，該夾角β與施加在碳納米管陣列 上的壓力有關(guān)，壓力越大，該夾角越小，優(yōu)選地，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行于該 生長(zhǎng)基底排列。該碳納米管碾壓膜為通過碾壓一碳納米管陣列獲得，依據(jù)碾壓的方式不同， 該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。具體地，碳納米管可以無序排列； 當(dāng)沿不同方向碾壓時(shí)，碳納米管沿不同方向擇優(yōu)取向排列；請(qǐng)參閱圖4，當(dāng)沿同一方向碾壓 時(shí)，碳納米管沿一固定方向擇優(yōu)取向排列。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長(zhǎng)度大于50微米。該碳納米管碾壓膜的面積與碳納米管陣列的尺寸基本相同。該碳納米管碾壓膜厚度與 碳納米管陣列的高度以及碾壓的壓力有關(guān)，可為0. 5納米到100微米之間?？梢岳斫?，碳納 米管陣列的高度越大而施加的壓力越小，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越大；反之，碳納 米管陣列的高度越小而施加的壓力越大，則制備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。可以理解，當(dāng)所述碳納米管碾壓膜厚度較大時(shí)，所述快門葉片20中可以由單層碳 納米管碾壓膜構(gòu)成，所述碳納米管碾壓膜中的大多數(shù)碳納米管相互交疊并且基本沿該快門 葉片20的表面延伸。該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米管與相鄰的碳納米管通過范德華力 緊密相連。當(dāng)所述碳納米管碾壓膜厚度較小時(shí)，所述快門葉片20可由多個(gè)層疊設(shè)置的碳納 米管碾壓膜構(gòu)成，且相鄰的碳納米管碾壓膜之間通過范德華力緊密相連。所述快門葉片20 中碳納米管的排列方向取決于所述碳納米管碾壓膜中碳納米管的排列方向。優(yōu)選地，所述 碳納米管碾壓膜中的大多數(shù)碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸并且平行于該碳納米管 碾壓膜的表面，且每一碳納米管碾壓膜中大多數(shù)碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米 管碾壓膜中大多數(shù)碳納米管的軸向延伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。請(qǐng)參閱圖5，所述碳納米管絮化膜為將一碳納米管原料，如一超順排陣列，絮化處 理獲得的一自支撐的碳納米管膜。該碳納米管絮化膜包括相互纏繞且均勻分布的碳納米 管。碳納米管的長(zhǎng)度大于10微米，優(yōu)選為200微米到900微米，從而使碳納米管相互纏繞 在一起。所述碳納米管之間通過范德華力相互吸引、分布，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。由于該自支撐 的碳納米管絮化膜中大量的碳納米管通過范德華力相互吸引并相互纏繞，從而使該碳納米 管絮化膜具有特定的形狀，形成一自支撐結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納 米管絮化膜中的碳納米管為均勻分布，無規(guī)則排列，所述碳納米管絮化膜的面積及厚度均 不限，厚度大致在0. 5納米到100微米之間?？梢岳斫?，當(dāng)所述碳納米管絮化膜厚度較大時(shí)，所述快門葉片20中的碳納米管結(jié) 構(gòu)可以由單層碳納米管絮化膜構(gòu)成，所述快門葉片20中相鄰的碳納米管之間通過范德華 力相互吸引、纏繞形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述碳納米管絮化膜厚度較小時(shí)，所述快門葉片20可 由多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管絮化膜構(gòu)成，且相鄰的碳納米管絮化膜之間通過范德華力緊密 相連。本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的 快門裝置100基本相同，其主要區(qū)別在于，請(qǐng)參考圖6，本實(shí)施例中的快門裝置的快門葉片 30進(jìn)一步包括一聚合物涂層32涂覆于第一實(shí)施例所述快門葉片20的表面，所述聚合物涂 層32的厚度為1微米-10微米。該聚合物涂層32的材料選自含氟聚烯烴、聚酰亞胺、聚苯 硫醚及其任意組合的聚合物材料。本實(shí)施例中，該聚合物涂層32為一聚四氟乙烯材料。所 述聚四氟乙烯材料的厚度為1微米?？梢岳斫?，所述快門葉片20表面涂覆一層聚合物涂層32具有潤(rùn)滑作用，可以降低 快門葉片在做縱向的開、合動(dòng)作時(shí)相鄰葉片之間的摩擦力，從而提高快門速度及耐磨性。本實(shí)施例中所述快門葉片30的制備方法是在本發(fā)明第一實(shí)施例形成所述快門葉 片20的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在所述快門葉片20表面均勻地涂覆一層具有潤(rùn)滑作用的聚四氟乙 烯涂層。本發(fā)明第三實(shí)施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的 快門裝置100基本相同，其主要區(qū)別在于，請(qǐng)參閱圖7，本實(shí)施例中快門裝置的快門葉片40所采用的碳納米管結(jié)構(gòu)由多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管層組成，所述碳納米管層包括多個(gè)相互 平行且并排設(shè)置的碳納米管線42。所述快門葉片40的厚度為30微米，該快門葉片40為一 具有一定強(qiáng)度的薄片狀結(jié)構(gòu)。在所述快門葉片40結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳納米管層中的碳納米管線42與相鄰的碳納 米管線42之間通過范德華力緊密接觸，相鄰的碳納米管層通過范德華力緊密連接。優(yōu)選 地，至少有兩層碳納米管層中碳納米管線42交叉設(shè)置形成一交叉角α，0° < α <90°。 更優(yōu)選地，任意兩個(gè)相鄰的碳納米層中的碳納米管線交叉設(shè)置形成一交叉角α，0° < α <90°。本實(shí)施例中，相鄰的碳納米層中的碳納米管線交叉設(shè)置形成90°交叉角?？?以理解，由于所述快門葉片40中相鄰的兩個(gè)碳納米層中的碳納米管線42交叉設(shè)置，因此， 可以防止所述快門葉片40在各個(gè)方向上產(chǎn)生裂紋，并使所述快門葉片40在平行于其表面 的任意方向上都具有一定的強(qiáng)度。請(qǐng)參閱圖8，所述碳納米管線42可采用扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管 線中的大多數(shù)碳納米管基本沿同一軸向方向螺旋狀延伸，該大多數(shù)碳納米管中每一碳納米 管與在軸向延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連，該大多數(shù)碳納米管中每一 碳納米管與相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為采用一 機(jī)械力將所述碳納米管膜兩端沿相反方向扭轉(zhuǎn)獲得。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限。所述快門葉片40的制備方法包括提供多個(gè)扭轉(zhuǎn)的碳納米管線；將所述多個(gè)扭轉(zhuǎn) 的碳納米管線沿同一方向并排設(shè)置形成一碳納米管層，再將多個(gè)扭轉(zhuǎn)的碳納米管線沿另一 方向?qū)盈B設(shè)置于所述碳納米管層表面，如此反復(fù)進(jìn)行形成一碳納米管結(jié)構(gòu)；最后將所得到 的碳納米管結(jié)構(gòu)經(jīng)過沖壓加工形成所述快門葉片40?？梢岳斫?，所述碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管線不限于扭轉(zhuǎn)的碳納米管線，也可以 選自非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。請(qǐng)參閱圖9，所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線為將碳納米管拉膜通過有機(jī)溶劑處理得到。 具體地，將有機(jī)溶劑浸潤(rùn)所述碳納米管拉膜的整個(gè)表面，在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生的 表面張力的作用下，碳納米管拉膜中的相互平行的多個(gè)碳納米管通過范德華力緊密結(jié)合， 從而使碳納米管拉膜收縮為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，如乙 醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿。所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中的大多數(shù)碳納米管的軸向基 本沿同一方向延伸，每一碳納米管與軸向延伸方向相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相 連。具體地，該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè)碳納米管片段通過范 德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過范德華力緊密結(jié)合的碳納米 管。該碳納米管片段具有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不 限。可以理解，所述快門葉片40也可以進(jìn)一步包括一聚合物涂層涂覆于所述快門葉 片40的表面，所述聚合物涂層的厚度為1微米-10微米。該聚合物涂層的材料選自含氟聚 烯烴、聚酰亞胺、聚苯硫醚及其任意組合的聚合物材料。本發(fā)明第四實(shí)施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的 快門裝置基本相同，其主要區(qū)別在于，請(qǐng)參考圖10，本實(shí)施例中的快門裝置中的快門葉片 50由一碳納米管結(jié)構(gòu)與一聚合物M復(fù)合形成一碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)。所述碳納米管結(jié)構(gòu) 可以包括本發(fā)明第一實(shí)施例中的碳納米管膜，也可以包括本發(fā)明第三實(shí)施例中的碳納米管線，也可以同時(shí)選用碳納米管膜或碳納米管線。所述快門葉片50中，所述碳納米管結(jié)構(gòu)復(fù) 合于所述聚合物M內(nèi)部。所述碳納米管結(jié)構(gòu)中的碳納米管之間或碳納米管線之間會(huì)存在 一定的間隙，所述聚合物M材料會(huì)包覆于所述碳納米管結(jié)構(gòu)的表面且填充于所述碳納米 管結(jié)構(gòu)中的間隙?？梢岳斫?，該快門葉片50的厚度可以通過所述碳納米管結(jié)構(gòu)以及聚合 物M的厚度來確定。所述聚合物M為一熱固性材料或熱塑性材料，如環(huán)氧樹脂、聚烯烴、 丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛樹脂(POM)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或硅樹脂等。所述快門葉片50中，所述碳納米管的質(zhì)量 百分含量為5% 80%，優(yōu)選的，所述碳納米管的質(zhì)量百分含量為10% 30%?？梢岳斫?， 當(dāng)所述碳納米管的含量較低時(shí)，就可以發(fā)揮聚合物材料和碳納米管之間的協(xié)同作用，提高 所述快門葉片50的性能。本實(shí)施例中，所述快門葉片50中的碳納米管結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第三實(shí)施例中碳納米 管結(jié)構(gòu)相同，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管層，所述碳納米管層包括多 個(gè)相互平行并排設(shè)置的碳納米管線52。所述碳納米管結(jié)構(gòu)復(fù)合于所述聚合物M內(nèi)部。所 述聚合物M為一聚對(duì)苯二甲酸乙二酯材料。所述快門葉片50的厚度約為40微米，所述快 門葉片50基本不透光。該快門葉片50為一長(zhǎng)方形的薄片狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管的質(zhì)量百 分含量為20%?？梢岳斫?，所述快門葉片50也可以進(jìn)一步包括一聚合物涂層涂覆于所述快門葉 片50的表面，所述聚合物涂層的厚度為1微米-10微米。該聚合物涂層的材料與本發(fā)明第 二實(shí)施例中的聚合物涂層的材料相同。由于所述快門葉片50是由多個(gè)碳納米管與一聚合物復(fù)合而成，因此，可以發(fā)揮聚 合物和碳納米管之間的協(xié)同作用，提高快門裝置的性能。所述快門葉片50是通過將所述快門葉片40浸入一聚合物單體溶液、預(yù)聚物溶液 或聚合物熔融液中，或?qū)⑸鲜龊酆衔锶芤簢姙⒒蛲磕ㄓ谒隹扉T葉片40結(jié)構(gòu)，使聚合物 溶液能浸潤(rùn)所述碳納米管結(jié)構(gòu)，使所快門葉片40與所述聚合物復(fù)合，得到一碳納米管復(fù)合 結(jié)構(gòu)；最后將所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)經(jīng)過沖壓加工制備而成。本發(fā)明第五實(shí)施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的 快門裝置基本相同，其主要區(qū)別在于，請(qǐng)參考圖11，本實(shí)施例中的快門裝置的快門葉片60 包括至少兩層碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)層疊設(shè)置而成。所述碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)是通過將一碳納米 管結(jié)構(gòu)與一聚合物材料復(fù)合而成?？梢岳斫?，所述碳納米管結(jié)構(gòu)可以選自本發(fā)明第一實(shí)施 例中的碳納米管結(jié)構(gòu)，也可以選自本發(fā)明第三實(shí)施例中的碳納米管結(jié)構(gòu)。所述聚合物材料 可選自本發(fā)明第四實(shí)施例的聚合物材料。本發(fā)明實(shí)施例中，所述快門葉片60包括層疊設(shè)置的兩層片狀碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu) 62，其中，所述碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)62由一碳納米管結(jié)構(gòu)及一聚合物624復(fù)合而成。所述碳 納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)沿同一方向?qū)盈B設(shè)置的碳納米管拉膜622。所述碳納米管拉膜622與 本發(fā)明第一實(shí)施例中的碳納米管拉膜22相同。即所述每個(gè)碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)62中的大多 數(shù)碳納米管的軸向均基本沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。每個(gè)碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)62中的大多 數(shù)碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)62中的大多數(shù)碳納米管的軸向延 伸方向形成一交叉角α，0° < α ^90°。本實(shí)施例中，所述交叉角為90°。所述快門葉 片60的厚度為30微米，可以使所述快門葉片60具有良好的遮光性能。該快門葉片60為一具有一定強(qiáng)度的長(zhǎng)方形的薄片狀結(jié)構(gòu)。所述聚合物6M為一環(huán)氧樹脂材料。所述碳納米 管的質(zhì)量百分含量為30%?？梢岳斫?，當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括本發(fā)明第三實(shí)施例中的碳納米管線時(shí)，所述 碳納米管線在所述碳納米管結(jié)構(gòu)中相互平行且并排設(shè)置，且相鄰的碳納米管線之間通過范 德華力緊密相連。每一碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)中的碳納米管線的延伸方向與相鄰的碳納米管復(fù) 合層狀結(jié)構(gòu)中的碳納米管線的延伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。優(yōu)選地，該交 叉角為90°?？梢岳斫?，所述快門葉片60也可以進(jìn)一步包括一聚合物涂層涂覆于所述快門葉 片60的表面，所述聚合物涂層的厚度為1微米-10微米。該聚合物涂層的材料與本發(fā)明第 二實(shí)施例中的聚合物涂層的材料相同。所述快門葉片60的制備方法包括提供至少兩層碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述碳納 米管復(fù)合結(jié)構(gòu)是通過將多個(gè)碳納米管拉膜沿同一方向?qū)盈B鋪設(shè)，形成一碳納米管結(jié)構(gòu)，再 將所述碳納米管結(jié)構(gòu)浸入一環(huán)氧樹脂材料的溶液或熔融液中，或?qū)⒁画h(huán)氧樹脂材料的溶液 或熔融液噴灑或涂抹于所述碳納米管結(jié)構(gòu)，使所碳納米管結(jié)構(gòu)與所述環(huán)氧樹脂復(fù)合制備而 成；將所述至少兩層碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)層疊設(shè)置，并使每一碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)中的大多數(shù) 碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)中的碳納米管的軸向延伸方向形成 一 90°交叉角，并經(jīng)過熱壓加工形成層疊體；最后將所述層疊體經(jīng)過沖壓加工形成所述快 門葉片60。本發(fā)明實(shí)施例所提供的快門葉片具有以下優(yōu)點(diǎn)首先，所述快門葉片基本由碳納 米管組成，且該多個(gè)碳納米管能通過范德華力連接形成自支撐結(jié)構(gòu)，因此該快門葉片的厚 度可顯著降低，從而使該快門葉片具有質(zhì)量輕的特性，方便應(yīng)用于各種攝影設(shè)備，并減小所 述快門葉片在遮蔽或打開快門開口所述的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，進(jìn)而減少照相機(jī)的電池?fù)p耗。 其次，由于碳納米管結(jié)構(gòu)本身具有很強(qiáng)的機(jī)械性能，其抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍，彈性模量與 金剛石的彈性模量相當(dāng)，因此，該快門葉片具有較高的機(jī)械性能及耐持久性。再次，由于碳 納米管本身是一個(gè)良好的黑體結(jié)構(gòu)，將碳納米管應(yīng)用于所述快門葉片時(shí)，不僅可以有效遮 住所述快門開口，還可以減少所述快門葉片的反光，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)的拍攝效果。此外，所述 快門葉片是通過將多個(gè)碳納米管與一聚合物材料復(fù)合而成，因此，可以發(fā)揮聚合物和碳納 米管之間的協(xié)同作用，提高快門裝置的性能。最后，在所述快門葉片表面涂覆一層具有潤(rùn)滑 作用的聚合物涂層，還可以降低快門葉片在做遮蔽或打開所述快門開口的動(dòng)作時(shí)相鄰的快 門葉片之間的摩擦力，從而提高快門速度以及耐磨性。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快門裝置，包括一快門葉片結(jié)構(gòu)，所述快門葉片結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)快門葉片，其 特征在于，所述快門葉片包括多個(gè)碳納米管，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。
2.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片包括由多個(gè)碳納米管組 成的片狀的自支撐結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片包括多個(gè)層疊設(shè)置的碳 納米管膜，相鄰的碳納米管膜之間通過范德華力緊密結(jié)合。
4.如權(quán)利要求3所述的快門裝置，其特征在于，所述碳納米管膜為由多個(gè)碳納米管組 成的自支撐結(jié)構(gòu)，所述碳納米管膜中的碳納米管的軸向沿同一方向擇優(yōu)取向延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的快門裝置，其特征在于，所述碳納米管膜中每一碳納米管與在 延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
6.如權(quán)利要求4所述的快門裝置，其特征在于，相鄰兩層碳納米管膜中的碳納米管的 軸向延伸方向形成的夾角為90度。
7.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片包括多個(gè)層疊設(shè)置的碳 納米管層，所述碳納米管層包括多個(gè)相互平行且并排設(shè)置的碳納米管線，且相鄰的碳納米 管線之間通過范德華力緊密相連。
8.如權(quán)利要求7所述的快門裝置，其特征在于，所述碳納米管線包括多個(gè)碳納米管，該 多個(gè)碳納米管中的大多數(shù)碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的快門裝置，其特征在于，所述碳納米管線中每一碳納米管與在 軸向延伸方向上相鄰的碳納米管通過范德華力首尾相連。
10.如權(quán)利要求8所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片中，每一碳納米管層中 的大多數(shù)碳納米管線的延伸方向與相鄰的碳納米管層中的碳納米管線的延伸方向形成的 夾角為90度。
11.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片進(jìn)一步包括一聚合物涂 層涂覆于所述快門葉片的表面。
12.如權(quán)利要求11所述的快門裝置，其特征在于，所述聚合物涂層的厚度為1微米 10微米。
13.如權(quán)利要求11所述的快門裝置，其特征在于，所述聚合物涂層的材料選自含氟聚 烯烴、聚酰亞胺、聚苯硫醚及其任意組合。
14.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片的厚度為1微米 200 微米。
15.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門葉片的厚度為5微米 20微米。
16.如權(quán)利要求1所述的快門裝置，其特征在于，所述快門裝置進(jìn)一步包括一快門基 板、一連接單元以及一驅(qū)動(dòng)單元，其中，所述快門基板用于支撐所述快門葉片結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)單 元及連接單元，所述連接單元用于連接所述快門葉片結(jié)構(gòu)與快門基板，所述驅(qū)動(dòng)單元用于 驅(qū)動(dòng)所述快門葉片結(jié)構(gòu)做順時(shí)針或逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.一種快門葉片，可應(yīng)用于一種攝影裝置，用于遮蔽或打開所述攝影裝置中的一快門 開口，從而實(shí)現(xiàn)所述攝影裝置中感光元件的感光，其特征在于，所述快門葉片包括由多個(gè)碳 納米管組成的片狀的自支撐結(jié)構(gòu)，且相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。
全文摘要
本發(fā)明提供一種快門裝置，包括一快門葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述快門葉片結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)快門葉片，所述快門葉片包括多個(gè)碳納米管，相鄰的碳納米管之間通過范德華力緊密相連。本發(fā)明還提供一種快門葉片。
文檔編號(hào)G03B9/08GK102053456SQ20101057690
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者馮辰, 劉亮, 潛力, 王昱權(quán) 申請(qǐng)人:北京富納特創(chuàng)新科技有限公司