快門裝置及快門葉片的製作方法

2023-09-12 11:12:15

專利名稱：快門裝置及快門葉片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種快門裝置及快門葉片，尤其涉及一種用於照相機的快門裝置及快 門葉片。
背景技術：
照相機快門是使感光元件獲得合適曝光量的時間控制機構。在照相機發展早期， 由於感光材料感光度很低，所需曝光時間很長，採用裝上、卸下鏡頭蓋來控制曝光時間。近 年來，隨著感光材料感光度和拍攝要求的不斷提高，對照相機快門速度的要求也不斷提高。現有技術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快門在強度上的需求，但是由鋼及其他金屬合金 製備形成的照相機快門通常具有較大的質量，不利於提高快門速度。

發明內容
有鑑於此，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。本發明提供一種快門裝置，包括一快門葉片結構，其中，所述快門葉片結構包括至 少一個快門葉片，所述快門葉片包括多個碳納米管，所述多個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範德華力緊密相連。本發明提供一種快門葉片，可應用於一種攝影裝置，用於遮蔽或打開所述攝影裝 置中的一快門開口，從而實現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 多個碳納米管組成的片狀的自支撐結構，且相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。與現有技術相比較，本發明的快門裝置中的快門葉片是由多個碳納米管組成的層 狀結構，由於碳納米管本身具有質量輕、機械性能高等特性，因此，包含該碳納米管的快門 葉片可在較小的質量下達到較大的強度，從而在應用於各種攝影裝置時，有利於提高快門 速度。


圖1為本發明第一實施例所提供的快門裝置的結構示意圖。圖2為本發明第一實施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結構示意圖。圖3為本發明第一實施例所提供的快門裝置中快門葉片所採用的碳納米管拉膜 的SEM照片。圖4為本發明第一實施例所提供的快門裝置中快門葉片所採用的碳納米管碾壓 膜的SEM照片。圖5為本發明第一實施例所提供的快門裝置中快門葉片所採用的碳納米管絮化 膜的SEM照片。圖6為本發明第二實施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結構示意圖。圖7為本發明第三實施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結構示意圖。
圖8為本發明第三實施例所提供的快門裝置中快門葉片所採用的扭轉的碳納米管線的SEM照片。圖9為本發明第三實施例所提供的快門裝置中快門葉片所採用的非扭轉的碳納米管線的SEM照片。圖10為本發明第四實施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結構示意圖。圖11為本發明第五實施例所提供的快門裝置中快門葉片的剖面結構示意圖。主要元件符號說明快門裝置100快門基板10快門葉片結構12連接單元14第一驅動單元16第二驅動單元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旋轉軸143快門葉片20 ；30 ； 40 ；50 ；60碳納米管拉膜22 ；622聚合物塗層32碳納米管線42 ；52聚合物54 ；624碳納米管複合結構6具體實施例方式下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的快門裝置及快門葉片作進一步的 詳細說明。請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種快門裝置100，該快門裝置100用 於控制一外界光線進入到一攝影裝置內部並照射到該攝影裝置的感光元件的時間。當該快 門裝置100開啟時，所述外界光線可照射到所述感光元件，當所述快門裝置100閉合時，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、一第一驅動單元16、一第二 驅動單元18以及一快門葉片結構12。所述快門基板10用於支撐所述快門葉片結構12、所述連接單元14、所述第一驅動單元16以及所述第二驅動單元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為基本平行於所述攝影裝置中感光元件的一平板。所述快門開口 104設置在該本體102的中央位置並貫通該本體102。當該快門裝 置100開啟時，外界光線可自該快門開口 104照射到所述感光元件。當該快門裝置100閉 合時，所述快門葉片結構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的形狀可根據實際要求而製備；該快門開口 104的形狀選自方形、矩 形、圓形或其他多邊形。本實施例中該快門開口 104的形狀為矩形。所述第一驅動單元16及第二驅動單元18設置於所述本體102的同一側。該第一 驅動單元16及第二驅動單元18與所述連接單元14轉動連接，用於驅動所述快門葉片結構 12做順時針或逆時針的轉動。所述連接單元14用於連接所述快門葉片結構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以及多個旋轉軸143。 所述第一主臂142通過所述第一驅動單元16與所述本體102相連接。所述第二主臂146 通過所述第二驅動單元18與所述本體102相連接。所述第一副臂144以及第二副臂148 分別通過一個旋轉軸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 述第一驅動單元16的作用下環繞各自的旋轉軸143做順時針或逆時針轉動。所述第二主 臂146及第二副臂148可在所述第二驅動單元18的作用下環繞各自的的旋轉軸143做順 時針或逆時針轉動。所述快門葉片結構12用於遮蔽或打開所述快門開口 104，從而實現感光元件的感 光。該快門葉片結構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的形狀及數量不限。本實施例中，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，並可以在所述第一驅動單元16的驅動下，做直線運 動，從而實現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，並可以在所述第二驅動單元18的驅動下，做直線運動，從而實現遮 蔽或打開所述快門開口 104。當所述快門裝置100在工作時，所述第二主臂146及第二副臂148在所述第二驅 動單元18的驅動下，可以繞所述旋轉軸143沿順時針方向轉動，並帶動所述第二快門葉片 組124的4個快門葉片20進行直線移動，從而打開快門開口 104 ；曝光預定時間後，所述第 一主臂142及第一副臂144在所述第一驅動單元16的驅動下，繞所述旋轉軸143沿順時針 方向轉動，並帶動所述第一快門葉片組122進行直線移動，使所述第一快門葉片組122中的 4個快門葉片20遮蔽所述快門開口 104，從而結束曝光。可以理解，所述快門裝置100中的快門葉片20的結構以及動作方式不限，可採用 其他現有的結構與動作方式，只需滿足在驅動裝置的驅動下該快門葉片20可以打開或遮 蔽所述快門開口 104從而實現所述感光元件的曝光即可。所述快門葉片20的形狀可根據需求製備。該快門葉片20的厚度為1微米 200 微米，優選為5微米 20微米。所述快門葉片20對可見光的透光率大致小於等於1%。所述快門葉片20的結構、形狀與材料基本相同。每一快門葉片20均包括多個碳納米管。優 選地，所述快門葉片20由多個碳納米管組成。所述多個碳納米管可無序或有序排列，且該 多個碳納米管通過範德華力緊密相連。在宏觀上，所述快門葉片20為一具有平面結構的碳 納米管結構。在微觀上，所述碳納米管結構由多個碳納米管通過範德華力相互連接而形成， 所述多個碳納米管可處於同一平面，也可處於不同平面。優選地，所述快門葉片20中的多 個碳納米管基本平行於所述快門葉片20的表面。所述碳納米管結構為一自支撐結構。所 謂「自支撐」即該碳納米管結構無需通過設置於一基體表面，也能保持自身特定的形狀。由 於該自支撐的碳納米管結構包括大量的碳納米管通過範德華力相互吸引，從而使該碳納米 管結構具有特定的形狀，形成一自支撐結構。優選地，所述快門葉片20是由多個碳納米管 組成的純結構。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，所述快門葉片20中的碳納米管結構是純碳納米管結構。本實施例中，所 述快門葉片20為多個碳納米管組成的片狀的自支撐結構。所述多個碳納米管中相鄰的碳 納米管通過範德華力緊密相連。所述碳納米管結構可包括一層或多層碳納米管膜，只要使所述碳納米管結構的厚 度在1微米 200微米之間且透光率小於等於即可。當所述碳納米管結構包括多層碳 納米管膜時，所述多層碳納米管膜層疊設置，相鄰的碳納米管膜之間通過範德華力緊密相 連。請參閱圖2，本實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層疊設置而形成一個厚度大致為5微米的碳納米管結構。所述碳納米 管結構基本不透光。該快門葉片20為一具有一定強度的薄片狀結構。請參見圖3，所述碳納米管拉膜是由若干碳納米管組成的自支撐結構。所述若干碳 納米管為沿該碳納米管拉膜的長度方向擇優取向排列。所述擇優取向是指在碳納米管拉膜 中大多數碳納米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數碳納米管的整體延 伸方向基本平行於碳納米管拉膜的表面。進一步地，所述碳納米管拉膜中多數碳納米管是 通過範德華力首尾相連。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範德華力首尾相連。當然，所述 碳納米管拉膜中存在少數偏離該延伸方向的碳納米管，這些碳納米管不會對碳納米管拉膜 中大多數碳納米管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為碳納米管拉膜不需要大面 積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該 碳納米管拉膜置於(或固定於)間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之 間的碳納米管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過碳納米管拉膜中存在 連續的通過範德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實現。具體地，所述碳納米管拉膜中 基本朝同一方向延伸的多數碳納米管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全 按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除碳納米管拉膜的基本朝同 一方向延伸的多數碳納米管中並列的碳納米管之間可能存在部分接觸。具體地，所述碳納 米管拉膜包括多個連續且定向排列的碳納米管片段。該多個碳納米管片段通過範德華力首 尾相連。每一碳納米管片段由多個相互平行的碳納米管組成。該碳納米管片段具有任意的 長度、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結構中相互層疊設置，且相鄰的碳納米管拉膜22之間通過範德華力緊密相連。所述碳納米管拉膜22中的 大多數碳納米管的軸向沿同一方向擇優取向延伸。該大多數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範德華力首尾相連。該大多數碳納米管中每一碳納米 管與相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。當所述快門葉片20由多層碳納米管拉 膜層疊設置組成時，優選地，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°。更優選地，所述快門葉片20中每一碳納米管拉膜22中的 大多數碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管拉膜22中的大多數碳納米管的軸向延 伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。本實施例中，所述交叉角為90°。可以理解，由於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 度較薄的範圍內即可具有較好的吸光性能。具體地，當將所述快門葉片20的厚度大致在1 微米到200微米時，即可實現使所述使快門葉片20對可見光的透光率大致小於等於的 目的。且，由於所述碳納米管的吸光作用，當所述快門葉片遮住所述快門開口 104時，能減 少所述快門葉片20的反光，從而達到優質的拍攝效果。另外，由於碳納米管本身具有很強 的機械性能，其抗拉強度是鋼的100倍，彈性模量與金剛石的彈性模量相當，因此，在顯著 降低所述快門葉片20的厚度的前提下，依然可達到傳統的快門葉片的機械性能。而由於碳 納米管同時還具有質量輕等特點，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 所需的驅動力及制動力，進而減少照相機的電池損耗。最後，所述快門葉片20中每一碳納 米管拉膜中的大多數碳納米管的延伸方向與相鄰的碳納米管拉膜中的大多數碳納米管的 延伸方向形成一 90°交叉角，從而使得所述快門葉片20具有較大的機械強度。所述快門葉片20的製備方法具體包括提供多個碳納米管拉膜；將該多個碳納米 管拉膜層疊鋪設，形成一碳納米管結構；將所述碳納米管結構經一易揮發性的有機溶劑處 理，使相鄰的碳納米管拉膜之間緊密結合；最後將處理得到的碳納米管結構經過衝壓加工 形成所述快門葉片20。可以理解，所述碳納米管結構不限於由碳納米管拉膜構成，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 擇優取向排列。所述碳納米管碾壓膜中的大多數碳納米管基本平行於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，並通過範德華力相互吸引，緊密結 合，使得該碳納米管膜具有很好的柔韌性，可以彎曲摺疊成任意形狀而不破裂。且由於碳納 米管碾壓膜中的碳納米管之間通過範德華力相互吸引，緊密結合，使碳納米管碾壓膜為一 自支撐的結構。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基底的表面 形成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度，該夾角β與施加在碳納米管陣列 上的壓力有關，壓力越大，該夾角越小，優選地，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管平行於該 生長基底排列。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； 當沿不同方向碾壓時，碳納米管沿不同方向擇優取向排列；請參閱圖4，當沿同一方向碾壓 時，碳納米管沿一固定方向擇優取向排列。該碳納米管碾壓膜中碳納米管的長度大於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，可為0. 5納米到100微米之間。可以理解，碳納 米管陣列的高度越大而施加的壓力越小，則製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，則製備的碳納米管碾壓膜的厚度越小。可以理解，當所述碳納米管碾壓膜厚度較大時，所述快門葉片20中可以由單層碳 納米管碾壓膜構成，所述碳納米管碾壓膜中的大多數碳納米管相互交疊並且基本沿該快門 葉片20的表面延伸。該大多數碳納米管中每一碳納米管與相鄰的碳納米管通過範德華力 緊密相連。當所述碳納米管碾壓膜厚度較小時，所述快門葉片20可由多個層疊設置的碳納 米管碾壓膜構成，且相鄰的碳納米管碾壓膜之間通過範德華力緊密相連。所述快門葉片20 中碳納米管的排列方向取決於所述碳納米管碾壓膜中碳納米管的排列方向。優選地，所述 碳納米管碾壓膜中的大多數碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸並且平行於該碳納米管 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 管碾壓膜中大多數碳納米管的軸向延伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。請參閱圖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。碳納米管的長度大於10微米，優選為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範德華力相互吸引、分布，形成網絡狀結構。由於該自支撐 的碳納米管絮化膜中大量的碳納米管通過範德華力相互吸引並相互纏繞，從而使該碳納米 管絮化膜具有特定的形狀，形成一自支撐結構。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。可以理解，當所述碳納米管絮化膜厚度較大時，所述快門葉片20中的碳納米管結 構可以由單層碳納米管絮化膜構成，所述快門葉片20中相鄰的碳納米管之間通過範德華 力相互吸引、纏繞形成網絡結構。當所述碳納米管絮化膜厚度較小時，所述快門葉片20可 由多個層疊設置的碳納米管絮化膜構成，且相鄰的碳納米管絮化膜之間通過範德華力緊密 相連。本發明第二實施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發明第一實施例所提供的 快門裝置100基本相同，其主要區別在於，請參考圖6，本實施例中的快門裝置的快門葉片 30進一步包括一聚合物塗層32塗覆於第一實施例所述快門葉片20的表面，所述聚合物塗 層32的厚度為1微米-10微米。該聚合物塗層32的材料選自含氟聚烯烴、聚醯亞胺、聚苯 硫醚及其任意組合的聚合物材料。本實施例中，該聚合物塗層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。可以理解，所述快門葉片20表面塗覆一層聚合物塗層32具有潤滑作用，可以降低 快門葉片在做縱向的開、合動作時相鄰葉片之間的摩擦力，從而提高快門速度及耐磨性。本實施例中所述快門葉片30的製備方法是在本發明第一實施例形成所述快門葉 片20的基礎上，進一步在所述快門葉片20表面均勻地塗覆一層具有潤滑作用的聚四氟乙 烯塗層。本發明第三實施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發明第一實施例所提供的 快門裝置100基本相同，其主要區別在於，請參閱圖7，本實施例中快門裝置的快門葉片40所採用的碳納米管結構由多個層疊設置的碳納米管層組成，所述碳納米管層包括多個相互 平行且並排設置的碳納米管線42。所述快門葉片40的厚度為30微米，該快門葉片40為一 具有一定強度的薄片狀結構。在所述快門葉片40結構中，每個碳納米管層中的碳納米管線42與相鄰的碳納 米管線42之間通過範德華力緊密接觸，相鄰的碳納米管層通過範德華力緊密連接。優選 地，至少有兩層碳納米管層中碳納米管線42交叉設置形成一交叉角α，0° < α <90°。 更優選地，任意兩個相鄰的碳納米層中的碳納米管線交叉設置形成一交叉角α，0° < α <90°。本實施例中，相鄰的碳納米層中的碳納米管線交叉設置形成90°交叉角。可 以理解，由於所述快門葉片40中相鄰的兩個碳納米層中的碳納米管線42交叉設置，因此， 可以防止所述快門葉片40在各個方向上產生裂紋，並使所述快門葉片40在平行於其表面 的任意方向上都具有一定的強度。請參閱圖8，所述碳納米管線42可採用扭轉的碳納米管線。所述扭轉的碳納米管 線中的大多數碳納米管基本沿同一軸向方向螺旋狀延伸，該大多數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範德華力首尾相連，該大多數碳納米管中每一 碳納米管與相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。所述扭轉的碳納米管線為採用一 機械力將所述碳納米管膜兩端沿相反方向扭轉獲得。該扭轉的碳納米管線長度不限。所述快門葉片40的製備方法包括提供多個扭轉的碳納米管線；將所述多個扭轉 的碳納米管線沿同一方向並排設置形成一碳納米管層，再將多個扭轉的碳納米管線沿另一 方向層疊設置於所述碳納米管層表面，如此反覆進行形成一碳納米管結構；最後將所得到 的碳納米管結構經過衝壓加工形成所述快門葉片40。可以理解，所述碳納米管結構中的碳納米管線不限於扭轉的碳納米管線，也可以 選自非扭轉的碳納米管線。請參閱圖9，所述非扭轉的碳納米管線為將碳納米管拉膜通過有機溶劑處理得到。 具體地，將有機溶劑浸潤所述碳納米管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的 表面張力的作用下，碳納米管拉膜中的相互平行的多個碳納米管通過範德華力緊密結合， 從而使碳納米管拉膜收縮為一非扭轉的碳納米管線。該有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙 醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿。所述非扭轉的碳納米管線中的大多數碳納米管的軸向基 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範德華力首尾相 連。具體地，該非扭轉的碳納米管線包括多個碳納米管片段，該多個碳納米管片段通過範 德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個相互平行並通過範德華力緊密結合的碳納米 管。該碳納米管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的碳納米管線長度不 限。可以理解，所述快門葉片40也可以進一步包括一聚合物塗層塗覆於所述快門葉 片40的表面，所述聚合物塗層的厚度為1微米-10微米。該聚合物塗層的材料選自含氟聚 烯烴、聚醯亞胺、聚苯硫醚及其任意組合的聚合物材料。本發明第四實施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發明第一實施例所提供的 快門裝置基本相同，其主要區別在於，請參考圖10，本實施例中的快門裝置中的快門葉片 50由一碳納米管結構與一聚合物M複合形成一碳納米管複合結構。所述碳納米管結構 可以包括本發明第一實施例中的碳納米管膜，也可以包括本發明第三實施例中的碳納米管線，也可以同時選用碳納米管膜或碳納米管線。所述快門葉片50中，所述碳納米管結構復 合於所述聚合物M內部。所述碳納米管結構中的碳納米管之間或碳納米管線之間會存在 一定的間隙，所述聚合物M材料會包覆於所述碳納米管結構的表面且填充於所述碳納米 管結構中的間隙。可以理解，該快門葉片50的厚度可以通過所述碳納米管結構以及聚合 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，如環氧樹脂、聚烯烴、 丙烯酸樹脂、聚醯胺、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛樹脂(POM)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或矽樹脂等。所述快門葉片50中，所述碳納米管的質量 百分含量為5% 80%，優選的，所述碳納米管的質量百分含量為10% 30%。可以理解， 當所述碳納米管的含量較低時，就可以發揮聚合物材料和碳納米管之間的協同作用，提高 所述快門葉片50的性能。本實施例中，所述快門葉片50中的碳納米管結構與本發明第三實施例中碳納米 管結構相同，所述碳納米管結構包括多個層疊設置的碳納米管層，所述碳納米管層包括多 個相互平行並排設置的碳納米管線52。所述碳納米管結構複合於所述聚合物M內部。所 述聚合物M為一聚對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為一長方形的薄片狀結構。所述碳納米管的質量百 分含量為20%。可以理解，所述快門葉片50也可以進一步包括一聚合物塗層塗覆於所述快門葉 片50的表面，所述聚合物塗層的厚度為1微米-10微米。該聚合物塗層的材料與本發明第 二實施例中的聚合物塗層的材料相同。由於所述快門葉片50是由多個碳納米管與一聚合物複合而成，因此，可以發揮聚 合物和碳納米管之間的協同作用，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、預聚物溶液 或聚合物熔融液中，或將上述含聚合物溶液噴灑或塗抹於所述快門葉片40結構，使聚合物 溶液能浸潤所述碳納米管結構，使所快門葉片40與所述聚合物複合，得到一碳納米管複合 結構；最後將所得到的碳納米管複合結構經過衝壓加工製備而成。本發明第五實施例提供一種快門裝置，該快門裝置與本發明第一實施例所提供的 快門裝置基本相同，其主要區別在於，請參考圖11，本實施例中的快門裝置的快門葉片60 包括至少兩層碳納米管複合結構層疊設置而成。所述碳納米管複合結構是通過將一碳納米 管結構與一聚合物材料複合而成。可以理解，所述碳納米管結構可以選自本發明第一實施 例中的碳納米管結構，也可以選自本發明第三實施例中的碳納米管結構。所述聚合物材料 可選自本發明第四實施例的聚合物材料。本發明實施例中，所述快門葉片60包括層疊設置的兩層片狀碳納米管複合結構 62，其中，所述碳納米管複合結構62由一碳納米管結構及一聚合物624複合而成。所述碳 納米管結構包括多個沿同一方向層疊設置的碳納米管拉膜622。所述碳納米管拉膜622與 本發明第一實施例中的碳納米管拉膜22相同。即所述每個碳納米管複合結構62中的大多 數碳納米管的軸向均基本沿同一方向擇優取向延伸。每個碳納米管複合結構62中的大多 數碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管複合結構62中的大多數碳納米管的軸向延 伸方向形成一交叉角α，0° < α ^90°。本實施例中，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為一具有一定強度的長方形的薄片狀結構。所述聚合物6M為一環氧樹脂材料。所述碳納米 管的質量百分含量為30%。可以理解，當所述碳納米管結構包括本發明第三實施例中的碳納米管線時，所述 碳納米管線在所述碳納米管結構中相互平行且並排設置，且相鄰的碳納米管線之間通過範 德華力緊密相連。每一碳納米管複合結構中的碳納米管線的延伸方向與相鄰的碳納米管復 合層狀結構中的碳納米管線的延伸方向形成一交叉角α，0° < α <90°。優選地，該交 叉角為90°。可以理解，所述快門葉片60也可以進一步包括一聚合物塗層塗覆於所述快門葉 片60的表面，所述聚合物塗層的厚度為1微米-10微米。該聚合物塗層的材料與本發明第 二實施例中的聚合物塗層的材料相同。所述快門葉片60的製備方法包括提供至少兩層碳納米管複合結構，所述碳納 米管複合結構是通過將多個碳納米管拉膜沿同一方向層疊鋪設，形成一碳納米管結構，再 將所述碳納米管結構浸入一環氧樹脂材料的溶液或熔融液中，或將一環氧樹脂材料的溶液 或熔融液噴灑或塗抹於所述碳納米管結構，使所碳納米管結構與所述環氧樹脂複合製備而 成；將所述至少兩層碳納米管複合結構層疊設置，並使每一碳納米管複合結構中的大多數 碳納米管的軸向延伸方向與相鄰的碳納米管複合結構中的碳納米管的軸向延伸方向形成 一 90°交叉角，並經過熱壓加工形成層疊體；最後將所述層疊體經過衝壓加工形成所述快 門葉片60。本發明實施例所提供的快門葉片具有以下優點首先，所述快門葉片基本由碳納 米管組成，且該多個碳納米管能通過範德華力連接形成自支撐結構，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量輕的特性，方便應用於各種攝影設備，並減小所 述快門葉片在遮蔽或打開快門開口所述的驅動力和制動力，進而減少照相機的電池損耗。 其次，由於碳納米管結構本身具有很強的機械性能，其抗拉強度是鋼的100倍，彈性模量與 金剛石的彈性模量相當，因此，該快門葉片具有較高的機械性能及耐持久性。再次，由於碳 納米管本身是一個良好的黑體結構，將碳納米管應用於所述快門葉片時，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，從而達到優質的拍攝效果。此外，所述 快門葉片是通過將多個碳納米管與一聚合物材料複合而成，因此，可以發揮聚合物和碳納 米管之間的協同作用，提高快門裝置的性能。最後，在所述快門葉片表面塗覆一層具有潤滑 作用的聚合物塗層，還可以降低快門葉片在做遮蔽或打開所述快門開口的動作時相鄰的快 門葉片之間的摩擦力，從而提高快門速度以及耐磨性。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精 神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種快門裝置，包括一快門葉片結構，所述快門葉片結構包括至少一個快門葉片，其 特徵在於，所述快門葉片包括多個碳納米管，相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。
2.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片包括由多個碳納米管組 成的片狀的自支撐結構。
3.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片包括多個層疊設置的碳 納米管膜，相鄰的碳納米管膜之間通過範德華力緊密結合。
4.如權利要求3所述的快門裝置，其特徵在於，所述碳納米管膜為由多個碳納米管組 成的自支撐結構，所述碳納米管膜中的碳納米管的軸向沿同一方向擇優取向延伸。
5.如權利要求4所述的快門裝置，其特徵在於，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範德華力首尾相連。
6.如權利要求4所述的快門裝置，其特徵在於，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.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片包括多個層疊設置的碳 納米管層，所述碳納米管層包括多個相互平行且並排設置的碳納米管線，且相鄰的碳納米 管線之間通過範德華力緊密相連。
8.如權利要求7所述的快門裝置，其特徵在於，所述碳納米管線包括多個碳納米管，該 多個碳納米管中的大多數碳納米管的軸向基本沿同一方向延伸。
9.如權利要求8所述的快門裝置，其特徵在於，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範德華力首尾相連。
10.如權利要求8所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片中，每一碳納米管層中 的大多數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.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片進一步包括一聚合物塗 層塗覆於所述快門葉片的表面。
12.如權利要求11所述的快門裝置，其特徵在於，所述聚合物塗層的厚度為1微米 10微米。
13.如權利要求11所述的快門裝置，其特徵在於，所述聚合物塗層的材料選自含氟聚 烯烴、聚醯亞胺、聚苯硫醚及其任意組合。
14.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片的厚度為1微米 200 微米。
15.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門葉片的厚度為5微米 20微米。
16.如權利要求1所述的快門裝置，其特徵在於，所述快門裝置進一步包括一快門基 板、一連接單元以及一驅動單元，其中，所述快門基板用於支撐所述快門葉片結構、驅動單 元及連接單元，所述連接單元用於連接所述快門葉片結構與快門基板，所述驅動單元用於 驅動所述快門葉片結構做順時針或逆時針的轉動。
17.一種快門葉片，可應用於一種攝影裝置，用於遮蔽或打開所述攝影裝置中的一快門 開口，從而實現所述攝影裝置中感光元件的感光，其特徵在於，所述快門葉片包括由多個碳 納米管組成的片狀的自支撐結構，且相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。
全文摘要
本發明提供一種快門裝置，包括一快門葉片結構，其中，所述快門葉片結構包括至少一個快門葉片，所述快門葉片包括多個碳納米管，相鄰的碳納米管之間通過範德華力緊密相連。本發明還提供一種快門葉片。
文檔編號G03B9/08GK102053456SQ20101057690
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者馮辰, 劉亮, 潛力, 王昱權 申請人:北京富納特創新科技有限公司