復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭及其制造方法。所述噴絲頭包括支撐殼體與噴絲面板，噴絲面板的內(nèi)側(cè)設(shè)置噴絲導(dǎo)孔與出絲孔。所述制造方法包括：采用機(jī)械沖壓方式制備支撐殼體；通過機(jī)械和/或化學(xué)拋光方式制備噴絲面板；通過精密機(jī)械加工方式在噴絲面板上加工出噴絲導(dǎo)孔；在噴絲導(dǎo)孔的頂部通過UV?LIGA技術(shù)形成出絲孔；通過電鍍或濺射、噴涂等方式在支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面、噴絲導(dǎo)孔和出絲孔的內(nèi)壁形成強(qiáng)化層；通過激光焊接、電子束或離子束焊接將支撐殼體和噴絲面板一體化成型。本發(fā)明可實現(xiàn)超細(xì)異型噴絲頭的高精度加工成型，效率高、成本低、壽命長，制備的噴絲孔可實現(xiàn)不同的異型結(jié)構(gòu)、精度高、均一性好，易于批量化生產(chǎn)。
【專利說明】
復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種異形孔噴絲頭及其制造方法，特別涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭及其制造方法，屬于電化學(xué)微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]化纖生產(chǎn)的核心工序是紡絲組件，而紡絲組件中的核心是噴絲頭。噴絲頭是將精確計量過的紡絲溶液通過其上設(shè)置的無數(shù)噴絲孔噴擠出具有一定粗細(xì)和質(zhì)地細(xì)密的纖維束，因此，噴絲頭的質(zhì)量是保證纖維成品質(zhì)量和良好紡絲工藝的重要條件，并且噴嘴的直徑尺寸是實現(xiàn)細(xì)旦化、決定化學(xué)纖維產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。隨著對合成纖維品質(zhì)提升的不斷追求，超細(xì)旦異型纖維和功能化纖維終將成為合成纖維的主流，而傳統(tǒng)方法加工的圓形噴嘴噴絲頭已難以滿足超細(xì)旦纖維發(fā)展的要求。
[0003]目前傳統(tǒng)的噴絲頭加工方式主要包括精密機(jī)械鉆孔、沖針擠壓法、微細(xì)電火花、線切割和激光微加工等加工技術(shù)。但是這些加工技術(shù)一方面存在加工的特征尺寸很難降低到微米級別的缺陷，另一個方面，加工表面的粗糙度也不容易控制，所以很難做到超細(xì)旦的同時異型化，而且隨著噴嘴特征尺寸的不斷降低，批量加工復(fù)雜造型和精細(xì)尺寸控制的微噴嘴難度越來越高。
[0004]纖維的各種特性不但與材質(zhì)有關(guān)外，而且還取決于它們的截面形狀和纖細(xì)程度。如天然棉纖維的截面積是不規(guī)則的腰圓形，且斷面中心有一空腔，具有良好的吸汗性和保溫性;羊毛纖維的截面積近似圓形或橢圓形，外層覆蓋有魚鱗般的鱗片，具有保暖性好，抗起球性高等特點。因此，改變纖維的截面形狀可以使纖維獲得許多特殊功能。
[0005]另外，在截面形狀微細(xì)化的基礎(chǔ)上，如果進(jìn)一步細(xì)化，纖維的輕柔性、手感、顏色和尺寸的穩(wěn)定性等將會有明顯的改善，某些性能甚至超過天然纖維，這就是倍受青睞的細(xì)旦化微細(xì)纖維，其具有以下優(yōu)點:
[0006]I)纖維質(zhì)輕，織物輕薄:細(xì)旦化異型纖維比重僅為1.0-1.15g/cm3，比棉、毛、絲等天然纖維及常規(guī)滌綸、錦綸、腈綸等合成纖維小；
[0007]2)保暖性好:微細(xì)纖維具備隔離式保暖的功能，能包住空氣，保持體溫；
[0008]3)導(dǎo)濕性好:細(xì)旦微細(xì)纖維因比表面積大和毛細(xì)效應(yīng)，能快速自然地排出體表的濕氣，更加提高穿著的舒適性；
[0009]4)纖維滑爽:一些特殊設(shè)計的異型纖維手感滑爽，織物手感細(xì)膩；
[0010]5)織物挺括:懸垂性好；
[0011 ] 6)易染色:細(xì)旦微細(xì)纖維比表面積增大，纖維上染率提高。
[0012]而且纖維截面異形化可以改善織物的光澤性、彈性、手感等;纖維截面相同的情況下，異形截面纖維比圓形截面纖維具有更大的抗彎強(qiáng)度，故纖維的抗起球性能優(yōu)良，彈性好;截面微細(xì)化使織物具有吸濕排汗、手感柔軟等優(yōu)良性能。
[0013]所以，噴嘴的形狀及特征尺寸是實現(xiàn)細(xì)旦化和異型化，決定化學(xué)纖維產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。但是傳統(tǒng)的噴絲頭受限于加工技術(shù)，其異形孔的形狀、尺寸及精度都有局限性。如噴絲頭加工中常用的機(jī)械鉆孔法，不能加工出具有異型結(jié)構(gòu)的噴絲孔，而且噴絲孔的一致性也難以保證，加工效率也比較低。激光加工法雖然具有一定的加工精度，但是也難以加工異型結(jié)構(gòu)的噴絲孔，而且噴絲孔的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)也會有燒蝕的影響。
[0014]針對上述技術(shù)缺陷，CN101033561B采用光刻、電鑄的方式對異型孔的噴絲頭進(jìn)行加工，在一定程度上可以實現(xiàn)異型噴絲孔的結(jié)構(gòu)，但是電鑄幾百微米甚至毫米級別的噴絲頭，成本和效率方面難以控制，而且應(yīng)力也比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的主要目的在于提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭及其制造方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0016]為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
[0017]本發(fā)明實施例提供了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其包括:
[0018]支撐殼體，具有帽式管殼狀結(jié)構(gòu)，至少用以在濕法紡絲時對紡絲原液進(jìn)行束流；
[0019]噴絲面板，設(shè)置于所述支撐殼體的頂部，至少用以進(jìn)行濕法紡絲的出絲成型；
[0020]呈倒錐形結(jié)構(gòu)的噴絲導(dǎo)孔，設(shè)置于所述噴絲面板內(nèi)側(cè)；
[0021]以及，出絲孔，設(shè)于所述噴絲導(dǎo)孔的前部并與噴絲導(dǎo)孔連通，至少用以控制出絲的形狀和尺寸。
[0022]作為較佳優(yōu)選實施方案之一，所述超細(xì)異形噴絲頭還包括:強(qiáng)化層，至少覆設(shè)于所述支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及所述噴絲導(dǎo)孔內(nèi)壁和出絲孔內(nèi)壁。
[0023]本發(fā)明實施例還提供了所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭的制造方法，其包括:
[0024](I)采用機(jī)械沖壓方式制備形成具有帽式管殼狀結(jié)構(gòu)的支撐殼體；
[0025](2)通過機(jī)械和/或化學(xué)拋光方式對基材表面進(jìn)行處理，制備形成表面具有良好平整度的噴絲面板基材；
[0026](3)采用精密機(jī)械加工方式在噴絲面板基材上加工出噴絲導(dǎo)孔；
[0027](4)通過UV-LIGA技術(shù)在噴絲面板基材上加工形成出絲孔；
[0028](5)至少通過激光焊接、電子束焊接或離子束焊接技術(shù)中的任意一種方式將支撐殼體和噴絲面板一體化成型，制得所述超細(xì)異形噴絲頭。
[0029]作為較佳優(yōu)選實施方案之一，所述制造方法還可包括:在步驟(4)完成后，至少通過電鍍、濺射或噴涂中的任意一種方式在支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及所述噴絲導(dǎo)孔的內(nèi)壁和出絲孔的內(nèi)壁形成作為強(qiáng)化層的保護(hù)薄膜，之后進(jìn)行步驟(5)。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:
[0031 ] (I)本發(fā)明的制造方法采用了機(jī)械加工的沖壓方式在鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼等金屬/合金材質(zhì)上，形成帽式結(jié)構(gòu)的噴絲頭支撐殼體，一方面可以降低噴絲頭的加工成本，另一方面可以適用于不同環(huán)境的紡絲；
[0032](2)本發(fā)明的制造方法利用UV-LIGA技術(shù)在噴絲導(dǎo)孔頂部加工出具有不同形狀的噴絲孔，包括Y型、十字型、C型、米字型等異型結(jié)構(gòu)，此種精密機(jī)械加工結(jié)合微納米加工的復(fù)合制造技術(shù)，一方面可以克服電鑄幾百微米甚至毫米級別的噴絲頭所帶來的較大的應(yīng)力問題，另一方面提高生產(chǎn)效率，降低成本，可以滿足現(xiàn)代化、高質(zhì)量纖維的紡絲需求；
[0033](3)本發(fā)明的制造方法通過電鍍或濺射的方式在噴絲面板和噴絲導(dǎo)孔內(nèi)壁形成一層鉭合金、黃白金和金剛石薄膜作為保護(hù)薄膜，在保持噴絲頭具有良好的使用壽命的同時，可以節(jié)約鉭或黃白金材料的用量，大大降低噴絲頭的生產(chǎn)成本；
[0034](4)本發(fā)明的制造方法通過激光焊接、電子束或離子束焊接等技術(shù)實現(xiàn)支撐殼體和噴絲面板的一體化成型，在保證噴絲頭強(qiáng)度的同時，可以在噴絲面板加工的時候保證其具有較高的加工精度，效率高、成本低、壽命長，可適應(yīng)于目前市場上超細(xì)紡絲的需要；
[0035](5)本發(fā)明制備的超細(xì)異形噴絲頭，具有不同的異型結(jié)構(gòu)，精度高、均一性好，易于批量化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明一典型實施方案之中一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是本發(fā)明一典型實施方案之中一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異型噴絲頭的噴絲導(dǎo)孔和出絲孔的剖視圖。
[0038]附圖標(biāo)記說明:1-支撐殼體，2-噴絲面板，3-噴絲導(dǎo)孔，4-出絲孔，5-強(qiáng)化層。
【具體實施方式】
[0039]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案，如下將予以詳細(xì)解釋說明。
[0040]本發(fā)明實施例的一個方面提供了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其主要包括支撐殼體、噴絲面板、噴絲導(dǎo)孔、出絲孔和強(qiáng)化層等幾個部分。
[0041]請參閱圖1及圖2所示，其中所述支撐殼體I具有在濕法紡絲時液體容易進(jìn)入的帽式管殼狀結(jié)構(gòu)，用于濕法紡絲時對紡絲原液進(jìn)行束流。
[0042]其中，所述噴絲面板2置于支撐殼體的頂部，用于進(jìn)行濕法紡絲的出絲成型；所述噴絲導(dǎo)孔3位于噴絲面板的內(nèi)部，優(yōu)選呈倒錐形結(jié)構(gòu)。
[0043]其中，所述出絲孔4位于噴絲導(dǎo)孔的頂部，用于控制出絲的形狀和尺寸，并且與噴絲導(dǎo)孔相互連通，且優(yōu)選具有同一中軸線。
[0044]其中，所述強(qiáng)化層5可覆設(shè)于整個支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及噴絲導(dǎo)孔和出絲孔的內(nèi)壁。
[0045]在一些實施例中，所述支撐殼體由鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼等金屬/合金材質(zhì)通過機(jī)械沖壓而成。較為優(yōu)選的，所述支撐殼體的厚度在0.2-5mm，底部孔徑為5-500mm，高度為10-1OOmm0
[0046]在一些實施例中，所述噴絲面板為鎳、鈦、鉭、銅等金屬或合金材質(zhì)。較為優(yōu)選的，所述噴絲面板的厚度為0.2-5mm。
[0047]進(jìn)一步的，所述噴絲面板與支撐殼體頂部相連接。優(yōu)選的，所述噴絲面板與支撐殼體一體化成型。
[0048]在一些實施例中，所述噴絲導(dǎo)孔位于噴絲面板內(nèi)部，可以是倒錐形結(jié)構(gòu)，也可以是圓臺形結(jié)構(gòu)，孔徑在0.1-5mm，通過電火花、激光和機(jī)械中的一種或幾種方式加工。
[0049]在一些實施例中，所述出絲孔位于噴絲導(dǎo)孔頂部，可采用UV-LIGA(光刻、電鑄、成模)技術(shù)制備形成。
[0050]其中，所述出絲孔包括Y型、十字型、C型、米字型等異型結(jié)構(gòu)。
[0051 ] 優(yōu)選的，所述出絲孔的孔徑尺寸為0.01-0.2mm。
[0052]在一些實施例中，所述強(qiáng)化層可覆設(shè)于支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及噴絲導(dǎo)孔內(nèi)壁和出絲孔的內(nèi)壁。
[0053]優(yōu)選的，所述強(qiáng)化層的厚度為0.1-1000μπι。
[0054]優(yōu)選的，所述強(qiáng)化層的材質(zhì)包括鉭合金、黃白金和金剛石中的任意一種或兩種以上的組合。
[0055]在一些更為優(yōu)選的實施例中，所述支撐殼體和/或噴絲面板的外表面也可設(shè)置有鉭合金薄膜層或金剛石薄膜層等，尤其優(yōu)選的，所述的鉭合金薄膜層或金剛石薄膜層的厚度為0.05-500μηι。
[0056]本發(fā)明實施例的另一個方面還提供了所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭的制造方法，其可以包括如下步驟:
[0057](I)采用機(jī)械加工的沖壓方式于基材上制備帽式管殼狀結(jié)構(gòu)的支撐殼體；
[0058](2)通過機(jī)械拋光或者化學(xué)拋光的方式于基材上制備噴絲面板；
[0059](3)在噴絲面板上，采用精密機(jī)械加工的方式加工出具有一定錐度的噴絲導(dǎo)孔；
[0060](4)在噴絲導(dǎo)孔的頂部，通過UV-LIGA技術(shù)在噴絲面板上形成垂直的出絲孔；
[0061 ] (5)通過電鍍或濺射、噴涂的方式在制備好的支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面，以及所述噴絲導(dǎo)孔和出絲孔的孔道內(nèi)壁形成一層鉭合金、黃白金和金剛石薄膜，形成強(qiáng)化層；
[0062](6)通過激光焊接、電子束焊接或離子束焊接技術(shù)將支撐殼體和噴絲面板一體化成型，制得復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭。
[0063]在一些實施例中，所述支撐殼體的基材材質(zhì)包括鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
[0064]在一些實施例中，所述噴絲面板的基材材質(zhì)包括鎳、鈦、鉭、銅中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
[0065]在一些實施例中，所述制造方法還可包括:通過電鍍鉭合金或濺射金剛石在支撐殼體和/或噴絲面板的外表面形成鉭合金薄膜層或金剛石薄膜層。
[0066]在一些實施例中，步驟(3)中所述精密機(jī)械加工的方式可以包括電火花加工、激光加工、機(jī)械鉆孔中的任意一種或兩種以上的組合，但不限于此。
[0067]在一些更為具體的實施案例之中，所述制造方法具體包括如下步驟:
[0068]I)首先采用機(jī)械加工的沖壓方式在鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼等金屬/合金材質(zhì)上，形成帽式結(jié)構(gòu)的支撐殼體，其厚度在0.2-5mm;
[0069]2)然后通過電鍍或濺射的方式，在支撐殼體上形成鉭合金或金剛石薄膜層等材質(zhì)的薄膜層，厚度在0.05-500μηι ；
[0070]3)通過機(jī)械拋光或者化學(xué)拋光的方法，在鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼等金屬/合金材質(zhì)進(jìn)行表面粗糙度處理，使其表面具有良好的平整度，作為噴絲面板的基材，其厚度在0.2-5mm；
[0071]4)采用精密機(jī)械加工的方式(包括電火花加工、激光加工、機(jī)械鉆孔等)，在噴絲面板基材上，加工出具有一定錐度的噴絲導(dǎo)孔，孔徑在0.l-5mm;
[0072]5)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，通過UV-LIGA(包括光刻、電鑄、成模)技術(shù)在噴絲面板基材上形成具有良好垂直度的出絲孔。同時在金屬噴絲面板基材上甩光刻膠，并依次進(jìn)行前烘、曝光、顯影、后烘處理，實現(xiàn)光刻膠結(jié)構(gòu)的圖形化，然后利用電鑄的方式形成異型出絲孔；
[0073]6)隨后在制備好的噴絲導(dǎo)孔和噴絲孔的表面，通過電鍍或濺射的方式在噴絲面板和噴絲導(dǎo)孔內(nèi)壁形成一層鉭合金、黃白金和金剛石薄膜作為保護(hù)薄膜，形成整體的噴絲面板，所述噴絲面板的厚度為0.2-5_，而作為強(qiáng)化層的保護(hù)薄膜的厚度為0.1-ΙΟΟΟμπι;
[0074]7)最后，通過激光焊接、電子束或離子束焊接等技術(shù)實現(xiàn)支撐殼體和噴絲面板的一體化成型，構(gòu)成整體的噴絲頭。
[0075]以下結(jié)合若干實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋說明。
[0076]實施例1
[0077]I)首先采用機(jī)械加工的沖壓方式在鉭合金材質(zhì)上，加工形成帽式結(jié)構(gòu)的支撐殼體，其厚度約為0.5mm，孔徑約為12_，高度約為I Omm ；
[0078]2)通過機(jī)械拋光或者化學(xué)拋光的方法，在鉭合金材質(zhì)進(jìn)行表面粗糙度處理，使其表面具有良好的平整度，作為噴絲面板的基材，其厚度在0.5mm;
[0079]3)采用機(jī)械鉆孔的方法，在噴絲面板基材上，加工出具有約70°錐度的噴絲導(dǎo)孔，上開口孔徑約為0.5mm，下開口孔徑約為0.1mm;
[0080]4)在加工好導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，利用線切割的方式將帶有噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板切割成直徑約為I OOmm的圓片；
[0081]5)設(shè)計噴絲孔掩膜版，結(jié)合機(jī)械鉆孔的圖紙排布，設(shè)計出“十”字型的異型孔，長度約為0.1mm，線寬約為0.05mm;
[0082]6)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，涂覆一層厚約0.5mm的SU-8光刻膠，并利用步驟5)中設(shè)計出的掩膜版進(jìn)行曝光，圖形化出需要電鍍的區(qū)域，然后在電鍍液中電鍍出具有“十”字型結(jié)構(gòu)的異型出絲孔(電鍍液中各組分濃度如下:氯化鈉(NaCl)500g/L，氯化鉀(KCl)500g/L，氯化銫(CsCl)25g/L，氟鉭酸鉀(K2TaF7)50g/L)；
[0083]7)清洗處理。將上述電鑄好的噴絲結(jié)構(gòu)中去出負(fù)膠，并通過丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，用去離子水超聲去除表面雜質(zhì)，得到具有噴絲孔的噴絲面板；
[0084]8)通過激光焊接焊接技術(shù)，將支撐殼體和噴絲面板進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)支撐殼體和噴絲面板的一體化成型，構(gòu)成整體具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異型噴絲頭。
[0085]實施例2
[0086]I)采用機(jī)械加工的沖壓方式在不銹鋼材質(zhì)上，加工形成帽式結(jié)構(gòu)的支撐殼體，其厚度約為5mm，孔徑約為50mm，高度約為30mm;
[0087]2)然后通過電鍍的方法，在不銹鋼支撐殼體上形成鉭合金薄膜層材質(zhì)的薄膜層，厚度約為0.5μηι;
[0088]3)通過電化學(xué)拋光的方法，在5mm厚的不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行表面粗糙度處理，使其表面具有良好的平整度，作為噴絲面板的基材；
[0089]4)采用線切割的方法，在不銹鋼噴絲面板基材上，加工出具有一定60度錐度的噴絲導(dǎo)孔，上開口孔徑約為5mm，下開口孔徑約為Imm;
[0090]5)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，利用線切割的方式將帶有噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板切割成直徑約為10mm的圓片；
[0091]6)設(shè)計噴絲孔掩膜版，結(jié)合機(jī)械鉆孔的圖紙排布，設(shè)計出圓形孔，孔徑約為lmm;
[0092]7)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，涂覆一層Imm的SU-8光刻膠，并利用步驟
5)中設(shè)計出的掩膜版進(jìn)行曝光，圖形化出需要電鍍的區(qū)域，然后在電鍍液中電鍍出具有圓形結(jié)構(gòu)的異型出絲孔(電鍍液中各組分濃度如下:氯化鈉(NaCl) 500g/L，氯化鉀(KCl) 500g/L，氯化銫(CsCl)25g/L，氟鉭酸鉀(K2TaF7)50g/L)；
[0093]8)清洗處理。將上述電鑄好的噴絲結(jié)構(gòu)中去出負(fù)膠，并通過丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，用去離子水超聲去除表面雜質(zhì)，得到具有噴絲孔的噴絲面板；
[0094]9)將形成噴絲孔徑的噴絲面板，切割成直徑約為50mm的圓形結(jié)構(gòu)；
[0095]10)通過激光焊接焊接技術(shù)，將支撐殼體和噴絲面板進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)支撐殼體和噴絲面板的一體化成型，構(gòu)成整體具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的圓形噴絲頭。
[0096]實施例3
[0097]I)采用機(jī)械加工的沖壓方式在金屬鈦襯底上，加工形成帽式結(jié)構(gòu)的支撐殼體，其厚度約為lmm，孔徑約為20mm，高度約為15mm;
[0098]2)然后通過化學(xué)氣相沉積的方法，在金屬鈦支撐殼體上形成鉭合金薄膜層材質(zhì)的薄膜層，厚度在0.2μηι ；
[0099]3)通過電化學(xué)機(jī)械拋光的方法，在Imm厚的金屬鈦材質(zhì)進(jìn)行表面粗糙度處理，使其表面具有良好的平整度，作為噴絲面板的基材；
[0100]4)采用激光加工的方法，在金屬鈦基材表面進(jìn)行噴絲導(dǎo)孔的加工，噴絲導(dǎo)孔具有80度的錐度，上開口孔徑約為1mm，下開口直徑約為0.3mm;
[0101]5)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，利用線切割的方式將帶有噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板切割成直徑約為10mm的圓片；
[0102]6)設(shè)計噴絲孔掩膜版，結(jié)合激光鉆孔的圖紙排布，設(shè)計出“Y”型的異型孔，孔徑約為0.3mm，線寬約為0.05mm；
[0103]7)在加工好噴絲導(dǎo)孔的噴絲面板基材上，涂覆一層Imm的SU-8光刻膠，并利用步驟
6)中設(shè)計出的掩膜版進(jìn)行曝光，圖形化出需要電鍍的區(qū)域，然后在電鍍液中電鍍出具有圓形結(jié)構(gòu)的金屬鎳異型出絲孔(電鍍液中各組分濃度如下:氨基磺酸鎳(Ni [NH2SO3]2)500g/L，氯化鎳(NiCl2.6H20)5g/L，硼酸(HB03)25g/L);
[0104]8)釋放清洗。在上述電鑄好的噴絲結(jié)構(gòu)中去出負(fù)膠，并通過丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗，用去離子水超聲去除表面雜質(zhì)，具有超細(xì)異型噴絲孔的噴絲面板；
[0105]9)然后通過化學(xué)氣相沉積的方法，在金屬鈦支撐殼體上形成鉭合金薄膜層材質(zhì)的薄膜層，厚度在0.2μηι ；
[0106]10)通過激光焊接焊接技術(shù)，將支撐殼體和噴絲面板進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)支撐殼體和噴絲面板的一體化成型，構(gòu)成整體具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異型噴絲頭。
[0107]藉由上述技術(shù)方案，本發(fā)明可實現(xiàn)超細(xì)異型噴絲頭的高精度加工成型，效率高、成本低、壽命長，制備的噴絲孔可實現(xiàn)不同的異型結(jié)構(gòu)、精度高、均一性好，易于批量化生產(chǎn)。
[0108]應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于包括: 支撐殼體，具有帽式管殼狀結(jié)構(gòu)，至少用以在濕法紡絲時對紡絲原液進(jìn)行束流； 噴絲面板，設(shè)置于所述支撐殼體的頂部，至少用以進(jìn)行濕法紡絲的出絲成型； 呈倒錐形結(jié)構(gòu)的噴絲導(dǎo)孔，設(shè)置于所述噴絲面板內(nèi)側(cè)； 以及，出絲孔，設(shè)于所述噴絲導(dǎo)孔的前部并與噴絲導(dǎo)孔連通，至少用以控制出絲的形狀和尺寸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于還包括:強(qiáng)化層，至少覆設(shè)于所述支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及所述噴絲導(dǎo)孔內(nèi)壁和出絲孔內(nèi)壁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述支撐殼體的厚度為0.2-5mm，底部孔徑為5-500mm，高度為1-1OOmm;和/或，所述噴絲面板的厚度為0.2-5mm;和/或，所述支撐殼體與噴絲面板一體化設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述支撐殼體的材質(zhì)包括鎳、鈦、鉭、銅、不銹鋼中的任意一種或兩種以上的組合;和/或，所述噴絲面板的材質(zhì)包括鎳、鈦、鉭、銅中的任意一種或兩種以上的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述支撐殼體和/或噴絲面板表面還設(shè)置有保護(hù)薄膜層，所述保護(hù)薄膜層包括鉭合金或黃白金薄膜層或金剛石薄膜層;優(yōu)選的，所述保護(hù)薄膜層的厚度為0.05-500μηι。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述噴絲導(dǎo)孔的孔徑為0.l-5mm;和/或，所述出絲孔的孔徑為0.01-0.2mm;和/或，所述噴絲導(dǎo)孔與出絲孔同軸設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述出絲孔的形狀包括Y型、十字型、C型、米字型中的任意一種。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭，其特征在于:所述強(qiáng)化層的材質(zhì)包括鉭合金、黃白金和金剛石中的任意一種或兩種以上的組合;和/或，所述強(qiáng)化層的厚度為0.1-ΙΟΟΟμπ?ο9.權(quán)利要求1至8中任一項所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭的制造方法，其特征在于包括: (1)采用機(jī)械沖壓方式制備形成具有帽式管殼狀結(jié)構(gòu)的支撐殼體； (2)通過機(jī)械和/或化學(xué)拋光方式對基材表面進(jìn)行處理，制備形成表面具有良好平整度的噴絲面板基材； (3)采用精密機(jī)械加工方式在噴絲面板基材上加工出噴絲導(dǎo)孔； (4)通過UV-LIGA技術(shù)在噴絲面板基材上加工形成出絲孔； (5)至少通過激光焊接、電子束焊接或離子束焊接技術(shù)中的任意一種方式將支撐殼體和噴絲面板一體化成型，制得所述超細(xì)異形噴絲頭。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述復(fù)合結(jié)構(gòu)的超細(xì)異形噴絲頭的制造方法，其特征在于還包括:在步驟(4)完成后，至少通過電鍍、濺射或噴涂中的任意一種方式在支撐殼體和噴絲面板的內(nèi)表面以及所述噴絲導(dǎo)孔的內(nèi)壁和出絲孔的內(nèi)壁形成作為強(qiáng)化層的保護(hù)薄膜，之后進(jìn)行步驟(5)。
【文檔編號】D01D5/253GK105908272SQ201610504982
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】劉瑞, 鄧敏, 李曉波, 張方興
【申請人】蘇州甫電子科技有限公司, 蘇州甫一電子科技有限公司