專利名稱：噴嘴部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了進(jìn)行氣體、液體等流體的釋放、噴射或真空吸引等而使用的流體
用噴嘴的噴嘴部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，對于將氣體、液體等流體從多個釋放口釋放或噴射的噴嘴而言，一般使用噴 嘴部件，為了實現(xiàn)無偏差的工作，有必要使成為噴嘴部件的流體通路的貫通孔的直徑尺寸 公差盡可能小、高精度地形成，并且要形成面粗糙度小的貫通孔內(nèi)壁面。 這些噴嘴部件的貫通孔大多形成其直徑尺寸很小的微細(xì)孔，另外，還多見在噴嘴 部件的軸心方向形成多個貫通孔的情況。 例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下的紡絲用噴嘴通過將形成有多個噴出孔的噴 嘴件安裝于噴嘴本體上，從而可以增加噴嘴本體的噴出口數(shù)目，另外，還可以使噴嘴件的數(shù) 目相對于噴嘴本體的噴出孔的數(shù)目相對地減少。 另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開了噴出孔的直徑尺寸為0.2mm，噴出孔內(nèi)壁面的面粗 糙度為1S以下的紡絲用的噴嘴(金屬口 )。 這些紡絲用噴嘴的噴出孔，一般直徑小的為0. 2mm左右，而且內(nèi)壁面粗糙度越小 越好，因而在用激光加工、精密加工形成噴出孔后，進(jìn)行內(nèi)壁面的研磨拋光。
然而，對于紡絲用噴嘴而言有必要形成多個(數(shù)十個)噴出孔，而對噴嘴本體直接 加工形成噴出孔時，即使多個噴出孔中的l個發(fā)生形成加工不良，也會使投入了材料費和 大量工時的噴嘴整體成為廢品，而不得不處理掉。因此，為了減輕這些制造費用的損失，采 用了如上述專利文獻(xiàn)1那樣的制造方法利用注射成型法等來另行制作具有1個以上噴出 孔的噴嘴部件(噴嘴件)，將噴嘴部件安裝固定于在噴嘴主體上預(yù)先形成的安裝孔(貫通 孔)上。 在采用該制造方法時，減少噴嘴部件的數(shù)目而相對增多噴出孔的數(shù)目，這樣可以
使制造成本低廉，而且由于噴出孔的數(shù)目越多紡絲效率越高，因而在噴嘴部件上形成的噴
出孔的個數(shù)盡可能越多越好，進(jìn)而，直徑尺寸越小對于制造極細(xì)纖維越有利。 另外，噴出孔內(nèi)壁面對熔融樹脂的流通阻力有很大影B向，且關(guān)系到所紡成的絲的
品質(zhì)，因而優(yōu)選面粗糙度為1S以下這樣較小的情況。 然而，作為形成包括噴出孔的流體的微細(xì)通路的方法，作為最簡便、最適用的方法 而廣為使用的注射成型法或擠出成型法來制造具有多個貫通孔(微細(xì)孔)的噴嘴部件時， 如果用于各個成型用模具的貫通孔形成用的栓(圓棒)的直徑為0.2mm(200iim)以下、進(jìn) 而為O. lmm(100iim)以下，則發(fā)生栓或彎曲或折斷而破損的故障，因而使制造陷入非常困 難的狀態(tài)。 另一方面，作為理想的噴嘴特性，從噴嘴的貫通孔釋放流體時，如果成為伴有流體 湍流現(xiàn)象的釋放狀態(tài)，就會出現(xiàn)不良情況，多為要求盡可能形成層流狀態(tài)為直的釋放流體 的用途。適合于要求形成這樣的層流狀態(tài)的釋放流體用途的噴嘴部件的貫通孔，使其直徑D和長度L的比L/D (長寬比)盡可能大是必要而不可或缺，優(yōu)選其長寬比為5以上，更優(yōu) 選為20以上，而且貫通孔內(nèi)壁面的面粗糙度越小，流體的流通阻力越小而不會發(fā)生湍流現(xiàn) 象，因而更為優(yōu)選。 然而，作為直徑為200iim以下、優(yōu)選lOOiim以下，且長寬比為5以上的貫通孔的 形成方法，在采用注射成型法或擠出成型法時，存在上述那樣的用于成型用模具的栓變形、 破損的問題。另外，在激光加工法中，難以使貫通孔的長軸方向的直徑在整個全長中保持一 致，且貫通孔內(nèi)壁面的研磨變得非常困難?；蛘?，在用微鉆頭等工具加工形成貫通孔的方法 中，工具的直徑越小，則與孔加工阻力相比工具的剛性越是處于不足的狀態(tài)，頻繁發(fā)生工具 變形、破損，？L加工變得困難，進(jìn)而，如果貫通孔的直徑在lOOym以下，則用工具進(jìn)行孔加 工變得非常困難。進(jìn)而，在注射成型法中，由于在陶瓷材料用粉末中配合20%左右的熱塑性 樹脂，因而得不到相對密度高的致密燒結(jié)體。 這樣，以往制作具有直徑100iim以下、長寬比為5以上的貫通孔的噴嘴部件是非 常困難的，進(jìn)而，由50ym以下、長寬比為5以上的微細(xì)孔形成的貫通孔是不能實現(xiàn)的。即， 以往的噴嘴部件難以將貫通孔縮小，用途范圍受限，無法在多用途中實現(xiàn)高品質(zhì)的工作。
另外，對于在半導(dǎo)體制造工序等中多有采用的真空吸附板而言，除了研磨加工時 的吸附板，如專利文獻(xiàn)3所公開的那樣，一般采用陶瓷材料或其它硬質(zhì)材料構(gòu)成的多孔材 料。然而由多孔材料形成的真空吸附板，作為其制造方法采用了將陶瓷等的原料粉末成型 為板狀后，進(jìn)行燒結(jié)的方法，因此，真空吸附板整個面的氣孔率并不恒定而往往存在偏差， 另外，與半導(dǎo)體等相接的面的氣孔直徑以各種大小分布，因此，產(chǎn)生依據(jù)各氣孔直徑的吸引 力，結(jié)果有如下可能極薄的半導(dǎo)體在氣孔直徑大的部分因吸引力而伴有凹陷變形，并且由 于多孔材料的材料強(qiáng)度低而產(chǎn)生材料的磨損粒子或微細(xì)的破損粒子，使半導(dǎo)體產(chǎn)生傷痕。
另外，由多孔材料形成的真空吸附板，一般最大氣孔直徑達(dá)到數(shù)百P m，而且通氣 率非常大，因此，在吸附比真空吸附板的吸附面直徑還小的各種尺寸的半導(dǎo)體而使其移動 時，由于在小直徑尺寸的半導(dǎo)體的接觸面以外的部分消耗了真空吸附力，因而有時不能均 等地吸附各種尺寸的半導(dǎo)體。為了解決這樣的問題，在專利文獻(xiàn)3的真空吸附板中，有必要 采用在不同尺寸的各種同心圓上設(shè)置使樹脂含浸于吸附孔從而阻斷吸氣的密封部等這樣 的措施。 與此相對，如果將具有直徑為100iim以下、長寬比為5以上的微細(xì)且長的貫通孔
的本發(fā)明的噴嘴部件應(yīng)用于真空吸附板，則可以得到基于穩(wěn)定的流體的流動而得的穩(wěn)定的
吸附力，從而使上述的問題得以解決。進(jìn)而，在釋放由各種氣體成分構(gòu)成的氣體時，貫通孔
內(nèi)的流體阻力小，因而可以得到能使氣體的供給壓力降低的節(jié)能效果。 專利文獻(xiàn)1 :特開平10-88416號公報 專利文獻(xiàn)2 :特開2001-3221號公報 專利文獻(xiàn)3 :特開平6-143073號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題在于提供能得到流體的穩(wěn)定流動、能實現(xiàn)高品質(zhì)工作的噴嘴 部件，進(jìn)而提供具有微細(xì)且長的貫通孔的噴嘴部件及其制造方法。 本發(fā)明的噴嘴部件是至少具有1個與軸心平行的貫通孔的流體用噴嘴的噴嘴部件，貫通孔的直徑尺寸為100 m 10 m，且貫通孔的直徑D與長度L的比L/D為5以上， 是由相對密度為95%以上的陶瓷材料形成的。 S卩，通過使貫通孔的直徑尺寸為100iim 10iim，使貫通孔的直徑D與長度L的 比L/D(長寬比)為5以上，可以得到流體的穩(wěn)定流動，作為上述那樣的紡絲用、真空吸附板 用、氣體釋放用、其它的噴嘴部件而可以實現(xiàn)高品質(zhì)的工作。 本發(fā)明的噴嘴部件，優(yōu)選形成噴嘴部件的陶瓷材料的維氏硬度Hv為1000以上。
另外，作為形成噴嘴部件的陶瓷材料，可以使用將純度99. 5%以上的A1203中的1 質(zhì)量％以下用MgO、 Ti02、 Si02、 Cr203、 Y203、 Ce203、 Dy203等的晶粒成長抑制劑或燒結(jié)促進(jìn)劑 中的至少1種取代而得的氧化鋁系陶瓷材料；或者使用含有雜質(zhì)成分的量為0. 5質(zhì)量％以 下的、莫來石系陶瓷材料1203與Y203的復(fù)合材料、或Y203成分為99%以上的陶瓷材料、或 Zr02系的陶瓷材料。進(jìn)而，可以使用將純度99. 5%以上的A1203中的5質(zhì)量％以下用Zr02 取代而得的陶瓷材料。 本發(fā)明的噴嘴部件的制造方法的一種方式為，得到在陶瓷材料的原料粉末中配合 了擠出成型用膠粘劑和水分而成的混煉體，接著將由合成樹脂或碳材料形成的細(xì)絲插通于 安裝有導(dǎo)絲器和孔口的擠出成型用模具內(nèi)，在該擠出成型用模具內(nèi)以加壓的方式供給所述 混煉體，從而得到在軸心方向上包含細(xì)絲的擠出成型體，將該擠出成型體切斷成規(guī)定長度， 使其干燥而制成生坯，在煅燒該生坯進(jìn)行脫脂及燒結(jié)的過程中，使細(xì)絲蒸發(fā)及燒沒而形成 與軸心平行的貫通孔。 另外，用與上述同樣的方法得到包含由合成樹脂、碳材料或金屬材料形成的細(xì)絲
的擠出成型體，將該擠出成型體的干燥體切斷成規(guī)定長度，并抽出除去所述細(xì)絲而制成噴
嘴部件用的生坯，將該生坯進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，從而形成與軸心平行的貫通孔。 本發(fā)明的噴嘴部件的制造方法的另外方式為，得到使陶瓷材料的原料粉末與水及
膠粘劑混合分散而成的漿料，接著將由合成樹脂、碳材料或金屬材料形成的細(xì)絲配置于由
石膏或多孔材料形成的澆鑄成型用模具的鑄造空間內(nèi)的軸心方向，向該澆鑄成型用模具內(nèi)
澆鑄所述漿料得到包含細(xì)絲的澆鑄成型體。然后，當(dāng)細(xì)絲為金屬線時，從該澆鑄成型體抽出
所述金屬線，然后進(jìn)行干燥、脫脂、燒結(jié)，從而形成與軸心平行的貫通孔。另一方面，當(dāng)細(xì)絲
為合成樹脂或碳材料時，將包含細(xì)絲的澆鑄成型體進(jìn)行干燥、脫脂、燒結(jié)，從而使所述細(xì)絲
蒸發(fā)及燒沒，形成與軸心平行的貫通孔。需要說明的是，在使用由合成樹脂或碳材料形成的
細(xì)絲時，也可以與使用金屬線時同樣地，從該澆鑄成型體抽出金屬線后，進(jìn)行干燥、脫脂、燒
結(jié)，從而形成與軸心平行的貫通孔。 可以得到如下發(fā)明效果 1.可以將貫通孔的直徑尺寸制成100iim 10iim，貫通孔的直徑D與長度L的比 L/D(長寬比)制成5以上、根據(jù)需要可以制得非常大，因而，可以得到?jīng)]有湍流現(xiàn)象、層流穩(wěn) 定的流體流動，作為紡絲用、真空吸附板用、氣體或液體釋放或噴射用、其它的噴嘴部件而 可以發(fā)揮優(yōu)異的性能。 2.根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可以容易地用擠出成型法或澆鑄成型法來制造如下的 噴嘴部件以往難以制造的、具有1個或多個直徑尺寸為100 ii m以下、長寬比為5以上的微 細(xì)且長的貫通孔的噴嘴部件。 3.根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的噴嘴部件的貫通孔的內(nèi)壁面在燒結(jié)的狀態(tài)下，能
5確保1S以下進(jìn)而O. 5S以下的面粗糙度，因此，可以省略研磨貫通孔的內(nèi)壁面的工序，可以 大幅削減制造成本。 4.通過使用具有一定尺寸的直徑的細(xì)絲，可以無偏差而高精度地形成各貫通孔的
直徑尺寸，因而任意的貫通孔都可同樣地控制氣體或液體的釋放或吸引量。 5.由于貫通孔的內(nèi)面致密且面粗糙度非常優(yōu)異，因而伴隨氣體或液體的流通的流
體阻力所產(chǎn)生的壓力損失小，因此，可發(fā)揮能減少加壓力的節(jié)能效果。


圖1 :表示在本發(fā)明的噴嘴部件的制造中使用的擠出成型用模具的構(gòu)成。
圖2 :顯示本發(fā)明的噴嘴部件的一例，(a)為平面圖，(b)為(a)的A-A截面圖。
圖3 :顯示擠出成型用模具的其它例子。 圖4 :顯示圖3的導(dǎo)絲器的一種方式，(a)為立體圖，(b)為端面圖的其它例子。
圖5 :表示在本發(fā)明的噴嘴部件的制造中使用的澆鑄成型用模具的構(gòu)成。
圖6 :顯示本發(fā)明的噴嘴部件的一例的平面圖。
圖7 :顯示使用本發(fā)明的噴嘴部件的流體用噴嘴的構(gòu)成例。 符號說明 1噴嘴體，2、20導(dǎo)絲器，2a、20a導(dǎo)絲孔，3給絲部，3a錐狀凹部，3b彈性體，3c緊固 蓋，4細(xì)絲，5孔口 ， 6噴嘴部件，6a貫通孔，7針，7a針的前端部，8導(dǎo)絲器的針部，9澆鑄成型 用模具，9a漿料注入口，9b漿料澆鑄空間，10底板部件，10a突起部，11細(xì)絲，12吸水筒(石 膏型或多孔樹脂型)，13a、13b 0形溝，14a、14b 0形圈，15真空吸引筒，16細(xì)絲固定板，17 張力導(dǎo)絲器，18噴嘴本體，18a噴嘴部件安裝孔
具體實施例方式
以下，基于實施例說明本發(fā)明的實施方式。
實施例1 作為形成流體用的噴嘴部件的陶瓷材料的原料，分別將純度為99. 9%以上、平均 粉末粒徑為0. 6 ii m的A1203原料的0. 4質(zhì)量％、和0. 1質(zhì)量％ ，用高純度的微粒粉末粒子 MgO和Y203取代得到氧化鋁系陶瓷材料，相對于得到的氧化鋁系陶瓷材料100質(zhì)量份加入 擠出成型用膠粘劑6質(zhì)量份，用混煉機(jī)邊混合邊少量多次加入到規(guī)定量，制作混煉體。
另一方面，在如圖1所示的擠出成型用模具的噴嘴體1的軸心配設(shè)導(dǎo)絲器2，在導(dǎo) 絲器2上設(shè)置的7個導(dǎo)絲孔2a的尺寸公差形成在±1 P m以內(nèi)，從具有后張力功能的細(xì)絲 供給部3將直徑70 ii m的合成樹脂制的細(xì)絲4穿引插通到該導(dǎo)絲孔2a中，將該細(xì)絲通過安 裝于噴嘴體1的下部的孔口 5中、在施以張力的狀態(tài)下預(yù)行拉伸，做好擠出成型的準(zhǔn)備。
具有后張力功能的給絲部3為如下構(gòu)成在噴嘴體1的上端一體地設(shè)有的錐狀凹 部3a上設(shè)置彈性體3b，并用緊固蓋3c以緊固余量X為0的方向進(jìn)行緊固的構(gòu)件，其中，所 述彈性體3b如下設(shè)置利用真空槍等將細(xì)絲4插通于在形成有對應(yīng)于噴嘴部件的貫通孔的 細(xì)孔的新丙烯橡膠等的彈性體3b的細(xì)孔中后，在錐狀的凹部3a上設(shè)置彈性體3b。由此，通 過彈性體3b的細(xì)孔縮小并將細(xì)絲4緊固從而可以將后張力的強(qiáng)度調(diào)整到最適狀態(tài)。需要 說明的是，由于細(xì)絲4在導(dǎo)絲器2內(nèi)向著孔口 5的方向行進(jìn)，因而可以防止壓入到擠出成型用模具的混煉體進(jìn)入到導(dǎo)絲孔2a內(nèi)。 接著，從未圖示的圓筒以高壓力將上述的混煉體按箭頭方向供給到擠出成型用模 具中，從而將混煉體和細(xì)絲4從孔口 5以圓棒狀擠出，得到包含了細(xì)絲4狀態(tài)的擠出成型體 M?；蛘?，取消圖1的具有后張力功能的細(xì)絲供給部3，代之以使各細(xì)絲經(jīng)由具有旋轉(zhuǎn)扭矩的 輥(張緊輥)，從而可以進(jìn)行同樣的擠出成型。 將該擠出成型體M切斷成規(guī)定長度，使其干燥而制成噴嘴部件的生坯，將該生 坯在大氣氣氛中緩慢升溫至60(TC，進(jìn)行脫脂，并且使細(xì)絲4的大部分蒸發(fā)燒沒，接著在 150(TC下進(jìn)行燒結(jié)，從而使細(xì)絲5完全燒沒。通過將其加工成規(guī)定長度尺寸，來制作如圖 2所示那樣的、具有如下特性的噴嘴部件6 :外徑尺寸為1.5mm、貫通孔6a的直徑尺寸為 50iim，而且貫通孔6a的內(nèi)壁面的面粗糙度為0. 8S以內(nèi)，比重為3. 92、維氏硬度Hv為1750。
在本實施例中，使用實心的合成纖維作為細(xì)絲4，也可以使用在長軸方向上具有空 洞的中空狀細(xì)絲。由此，從而可以消除由于脫脂、燒結(jié)時的合成樹脂的熱膨脹或急劇的蒸發(fā) 而使貫通孔發(fā)生破裂等問題。另外，如果使用由碳材料形成的細(xì)絲來代替合成樹脂，則由于 碳材料的熱膨脹系數(shù)小，因而可以防止因脫脂、燒結(jié)時細(xì)絲4的熱膨脹而發(fā)生的貫通孔的 破裂。或者，也可以在將細(xì)絲4從擠出成型體M中抽取后的狀態(tài)下進(jìn)行脫脂、燒結(jié)。
另外，也可以使用如圖3所示的其它方式的擠出成型用模具。在該擠出成型用模 具中，在成為在噴嘴體1的軸心按箭頭A方向擠出混煉體的通路的針7的外周，設(shè)有如圖4 那樣的環(huán)狀的導(dǎo)絲器20。在該導(dǎo)絲器20的同心圓上設(shè)置的30個導(dǎo)絲孔中插通由中空狀的 合成樹脂形成的細(xì)絲4并進(jìn)行預(yù)牽拉，從未圖示的高壓圓筒按箭頭A和B的方向壓入混煉 體。由此，混煉體在針7中直行，另外，也從孔口 5和針7的外周之間沿曲線箭頭方向C進(jìn) 入，在針7的前端部7a處合流一體化而成圓棒狀，得到包含細(xì)絲4狀態(tài)的擠出成型體M。
關(guān)于按箭頭A和B方向壓入的混煉體的量，通過在通過針7的前端部7a的內(nèi)側(cè)與 外側(cè)的每單位時間的體積相同，從而可以得到在針7的前端部7a處沒有內(nèi)外差的均質(zhì)的擠 出成型體。另外，供給的細(xì)絲4，可以通過介由設(shè)置在針7的上部外周后方的未圖示的張緊 輥而賦予后張力。 另外，在導(dǎo)絲器20上設(shè)置的導(dǎo)絲孔20a，除了如圖4(a)那樣排列成一列以外，也 可以將擠出成型體M的外徑尺寸制成比5mm左右大，如圖4(b)所示排列成多列，制造具有 100個以上的貫通孔的噴嘴部件。
實施例2 作為形成噴嘴部件的陶瓷材料的原料，準(zhǔn)備如下制作的莫來石用原料粉末配合 氯化鋁溶液和硅酸乙酯溶液使得A1203成分為65 75質(zhì)量％ 、Si02成分為35 25質(zhì)量％ ， 由得到的溶液用共沉降法制作而得到的莫來石用原料粉末。 另夕卜，作為形成A1203與Y203的復(fù)合材料的陶瓷材料的原料，準(zhǔn)備純度為99. 5%、 平均粉末粒徑為0. 8 ii m的A1203粉末99質(zhì)量％ 、和純度為99. 9 % 、平均粒徑為0. 6 y m及 0. 3 ii m的Y203粉末1質(zhì)量％的混合粉末。 進(jìn)而，將純度為99. 5%、平均粒徑為0. 4ii m的A1203粉末的5質(zhì)量％及3質(zhì)量％， 用以2. 5摩爾％的Y203部分穩(wěn)定的Zr02粉末取代而得的混合粉末。 進(jìn)而，作為Zr02系的陶瓷材料的原料，準(zhǔn)備以2. 5摩爾％的Y203部分穩(wěn)定的純度 為99. 5%以上、平均粒徑為0. 3 ii m的Zr02粉末，或者該Zr02粉末為75質(zhì)量％以上，而余量為混合了實施例1使用的A1203原料的Zr02系的粉末。 使用這些陶瓷材料的原料粉末，分別用與實施例1同樣的制造方法制作噴嘴部 件。由此，無論哪一個材料都可以得到相對密度為95X以上的維氏硬度Hv為1000以上，貫 通孔6a的內(nèi)壁面的面粗糙度為IS以下的噴嘴部件。
實施例3 準(zhǔn)備如下槳料相對于純度為99. 99%以上、平均粉末粒徑為0. 5 ii m的A1203原料 粉末IOO質(zhì)量份，加入100L的水、乳液型的蠟系膠粘劑以固態(tài)成分濃度計為4質(zhì)量份、消泡 劑0. 5質(zhì)量份、解膠劑0. 5質(zhì)量份，用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎混合而得到的漿料。
另一方面，為了通過澆鑄成型而由該漿料制作噴嘴部件，使用了圖5所示的用多 孔樹脂材料形成的澆鑄成型用模具。該澆鑄成型用模具的機(jī)構(gòu)為在澆鑄成型用模具9的 底板部件10上設(shè)置的7個細(xì)孔中，以盡可能無間隙的狀態(tài)插通直徑100 i！ m的由合成樹脂 或碳材料或金屬材料等形成的細(xì)絲ll，制成將細(xì)絲11配置于澆鑄成型用模具9的軸心方 向的狀態(tài)，在底板部件10的突起部10a周圍，以無間隙的狀態(tài)組裝半開狀的吸水筒12作為 多孔樹脂模具，分別在上下的0形溝13a和13b上安裝0形圈14a和14b并裝入真空吸引 筒15內(nèi)，從位于上下0形圈14a、14b之間的吸水筒12部分吸水吸引槳料中的水分。需要 說明的是，細(xì)絲11的基端(下端)固定于配置在底板部件10的下方的非多孔材料的細(xì)絲 固定板16上。 將這樣配置于澆鑄成型用模具9的軸心方向的細(xì)絲11的上端部分卡止于張力導(dǎo) 絲器17，以施有若干張力的狀態(tài)進(jìn)行固定。然后，由澆鑄成型用模具9的漿料注入口 9a將 準(zhǔn)備好的漿料注入漿料鑄造空間9b、即吸水筒12內(nèi)，將真空吸引筒15內(nèi)進(jìn)行真空排氣。通 過該真空排氣吸水吸引漿料中的水分。接著，隨著水分被吸水吸引，漿料液面下降，因而補(bǔ) 給漿料，靜置一定時間后使水分充分地被吸水吸引。 然后，在使用由金屬材料形成的細(xì)絲ll(金屬線)時，將金屬線與細(xì)絲固定板16 一起與澆鑄成型用模具9的軸心方向平行地抽出，接著從真空吸引筒15的內(nèi)部將整體取 出，取下吸水筒12，得到澆鑄成型體。將其干燥、脫脂、燒結(jié)后，切斷成規(guī)定的長度，得到全長 15mm、外徑為1. 2mm、7個貫通孔的直徑為80 y m，而且與貫通孔內(nèi)壁面的軸心平行方向的面 粗糙度為1S以內(nèi)，比重為3. 95(相對密度99. 1% )、維氏硬度Hv為1800的噴嘴部件。
作為具體的細(xì)絲材料，除了合成樹脂制的釣魚用鉤線、鋼琴線之外，通過使用作為 高抗拉強(qiáng)度的金屬線的鎢線、鉬線，可以形成優(yōu)異的貫通孔。在此，在使用金屬線作為細(xì)絲 11時，除了涂布油膜、脫模劑之外，通過使用TEFLON(注冊商標(biāo))涂敷的鋼琴線等，使得抽取 變得容易。 作為補(bǔ)充，在使用合成樹脂或碳材料作為細(xì)絲11時，無需抽取，可以與實施例1同 樣地直接進(jìn)行脫脂或燒結(jié)而使其蒸發(fā)及燒沒。 或者，代替多孔樹脂材料制的鑄造用成型用模具，而利用以往一般常用的石膏模 具來進(jìn)行澆鑄成型時，用石膏模具形成底板部件10和將壁厚加厚的吸水筒12，從而由于吸 水筒12的石膏模具吸收漿料的水分，因而無需O型圈14a、14b和真空吸引筒15，其它的模 具部件和模具構(gòu)成與使用上述的多孔樹脂材料制模具的情形相同，另外，澆鑄成型方法也 可以采用同樣的方法。
實施例4
作為形成噴嘴部件的陶瓷材料的原料，使用與實施例2中使用的相同的莫來石用 原料粉末^1203與Y203的混合粉末、用Y203部分穩(wěn)定的Zr02粉末、及Zr02的一部分用A1203 取代的Zr(^系粉末。 使用這些陶瓷材料的原料粉末，分別與實施例3同樣地在該原料粉末中加入適合
于該粉末的規(guī)定量的水、乳液型的蠟系膠粘劑、消泡劑及分散劑、解膠劑，制作澆鑄成型用
的漿料，接著與實施例3同樣地經(jīng)過澆鑄成型乃至燒結(jié)工序，從而得到貫通孔內(nèi)壁面的面
粗糙度為IS以下，相對密度為95X以上、維氏硬度Hv為1000以上(用2.5摩爾％ Y203部
分穩(wěn)定化的Zr02的最低Hv為1050)的由各種陶瓷材料形成的噴嘴部件。 通過以上的實施例1乃至4，可以得到如圖2(a)和(b)所示那樣的貫通孔6a為7
個(至少是1個)、長寬比為5以上的由陶瓷材料形成的噴嘴部件6，進(jìn)而，也可以如圖6的
平面圖所示那樣，得到具有36個或更多的貫通孔6a的噴嘴部件6。需要說明的是，利用擠
出成型法可以得到非常長的成型體，因而在生坯的階段或燒結(jié)體的階段，根據(jù)用途而切斷
成最適的長度。 然后，可以將這些噴嘴部件6如圖7(a)所示那樣，以貫穿噴嘴本體18的厚度方向
全長的方式安裝于噴嘴本體18上形成的噴嘴部件安裝孔18a上，或者如圖7(b)所示那樣
安裝于噴嘴部件安裝孔18a的上下任意的端面?zhèn)然螂x開端面的位置，而作為流體釋放用噴
嘴使用，或者通過使其作為真空吸引用噴嘴而起作用，用作真空吸附板。 進(jìn)而，由于在本發(fā)明的噴嘴部件中，可以將通常的流體釋放用噴嘴那樣的僅從單
一的貫通孔釋放的流體分散到多個貫通孔中，因而可以降低流體的流速，使其從廣范圍被
釋放。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于可以在1個噴嘴部件中容易地形成多個微細(xì)的貫通孔，因而，
可以使以往的噴嘴部件的貫通孔的數(shù)目增加至數(shù)倍以上，并且在噴嘴本體的整個面分散為
數(shù)目很多的貫通孔。 在此，如果形成噴嘴部件的陶瓷材料的硬度低，則會發(fā)生如下情況例如為紡絲用
金屬口時發(fā)生紡絲品質(zhì)降低，為真空吸附板時發(fā)生因吸附面的摩擦所致的吸附的劣化、偏
差，進(jìn)而在微細(xì)的貫通孔發(fā)生磨損的情況下，會發(fā)生流體通過量的偏差等故障。 因此，噴嘴部件的耐磨損性非常重要，形成噴嘴部件的材料的硬度必須為維氏硬
度Hv在1000以上。該噴嘴部件的硬度與材料的相對密度有關(guān)，如果相對密度為小于95%，
則難以避免伴隨材料的致密度不足而出現(xiàn)的硬度的降低、貫通孔內(nèi)面的面粗糙度劣化所致
的流體阻力的增大。 進(jìn)而，由于流體用噴嘴被暴露于各種流體或氣氛中，因而要點在于形成噴嘴部件 的陶瓷材料的純度要是盡可能高的純度，能被酸、堿或腐蝕性氣體的流體腐蝕的雜質(zhì)的量 有必要在1質(zhì)量％以下，更優(yōu)選0.5質(zhì)量％以下，進(jìn)而優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以下。需要說明的 是，取代A1203的一部分的Mg0其它成分的平均粒徑為1 P m以下，更優(yōu)選0. 5 ii m，通過作為 微粉末程度的少量的取代可以發(fā)揮與Mg0、 Y203同樣的效果。 另外，本發(fā)明的噴嘴部件可以通過燒嵌、一體燒結(jié)而安裝于噴嘴本體上。在一體燒 結(jié)時，在由與噴嘴部件相同材料種類或不同材料種類的陶瓷材料形成的噴嘴本體的粉末成 型體、脫脂體或預(yù)燒結(jié)體上形成的安裝孔上，插入噴嘴部件，使之一體地?zé)Y(jié)結(jié)合。此時，形 成于噴嘴本體上的安裝孔形成為，噴嘴本體燒結(jié)收縮后能賦予噴嘴部件以壓縮力那樣的尺 寸。
另外，本發(fā)明的噴嘴部件的陶瓷材料，除了氧化物系的陶瓷材料，還可以用非氧化 物系的碳化物、氮化物、硼化物、或氧化物系、非氧化物系的復(fù)合材料來形成。然后，選擇適 于這些各種陶瓷材料的混合、混煉用的溶劑、膠粘劑，另外，在脫脂乃至燒結(jié)爐的爐內(nèi)氣氛 中采用非氧化性氣氛，從而制造噴嘴部件。不過，在用非氧化物系的陶瓷材料形成時，由于 采用非氧化性的爐內(nèi)氣氛，因而為了使由合成樹脂、碳材料形成的細(xì)絲在碳化物的狀態(tài)下 不殘留，有必要在擠出成型或澆鑄成型時抽出使用的細(xì)絲。 進(jìn)而，合成樹脂、碳材料及鋼琴線等其他的細(xì)絲的表面粗糙度大多具有0. 5S以內(nèi) 的精度，通過使用它們，可以將貫通孔內(nèi)面的面精度形成在0. 4S、進(jìn)而0. 3S以內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明可以利用于紡絲用噴嘴等的流體釋放用噴嘴、真空吸引用噴嘴、其它各種 流體用噴嘴的噴嘴部件。
權(quán)利要求
一種噴嘴部件，其特征在于，是至少具有1個與軸心平行的貫通孔的流體用噴嘴的噴嘴部件，貫通孔的直徑尺寸為100μm～10μm，且貫通孔的直徑D與長度L的比L/D為5以上，是由相對密度為95％以上的陶瓷材料形成的噴嘴部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴部件，其特征在于，形成噴嘴部件的陶瓷材料的維氏硬 度Hv為1000以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴嘴部件，其特征在于，形成噴嘴部件的陶瓷材料為，將 純度99. 5%以上的A1203中的1質(zhì)量％以下用Mg0和Y203中的至少一方取代而得的氧化鋁 系陶瓷材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴嘴部件，其特征在于，形成噴嘴部件的陶瓷材料由含 有雜質(zhì)成分的量為0. 5質(zhì)量％以下的、莫來石系陶瓷材料1203與Y203的復(fù)合材料、或Zr02 系的陶瓷材料構(gòu)成。
5. —種噴嘴部件的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1 4中任一項所述噴嘴部件的 制造方法，得到在陶瓷材料的原料粉末中配合了擠出成型用膠粘劑和水分而成的混煉體， 接著將由合成樹脂或碳材料形成的細(xì)絲插通于安裝有導(dǎo)絲器和孔口的擠出成型用模具內(nèi)， 在該擠出成型用模具內(nèi)以加壓的方式供給所述混煉體，從而得到在軸心方向上包含了細(xì)絲 的擠出成型體，將該擠出成型體切斷成規(guī)定長度，使其干燥而制成生坯，在煅燒該生坯進(jìn)行 脫脂及燒結(jié)的過程中，使細(xì)絲蒸發(fā)及燒沒而形成與軸心平行的貫通孔。
6. —種噴嘴部件的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1 4中任一項所述噴嘴部件的 制造方法，得到在陶瓷材料的原料粉末中配合了擠出成型用膠粘劑和水分而成的混煉體， 接著將由合成樹脂、碳材料或金屬材料形成的細(xì)絲插通于安裝有導(dǎo)絲器和孔口的擠出成型 用模具內(nèi)，在該擠出成型用模具內(nèi)以加壓的方式供給所述混煉體，從而得到在軸心方向上 包含了細(xì)絲的擠出成型體，將該擠出成型體的干燥體切斷成規(guī)定長度，并抽出除去所述細(xì) 絲而制成噴嘴部件用的生坯，將該生坯進(jìn)行脫脂、燒結(jié)，從而形成與軸心平行的貫通孔。
7. —種噴嘴部件的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1 4中任一項所述噴嘴部件的 制造方法，得到使陶瓷材料的原料粉末與水及膠粘劑混合分散而成的漿料，接著將由合成 樹脂、碳材料或金屬材料形成的細(xì)絲配置于由石膏或多孔材料形成的澆鑄成型用模具的鑄 造空間內(nèi)的軸心方向，向該澆鑄成型用模具內(nèi)澆鑄所述漿料得到包含細(xì)絲的澆鑄成型體， 從該澆鑄成型體抽出所述細(xì)絲，然后進(jìn)行干燥、脫脂、燒結(jié)，從而形成與軸心平行的貫通孔。
8. —種噴嘴部件的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1 4中任一項所述噴嘴部件的 制造方法，得到使陶瓷材料的原料粉末與水及膠粘劑混合分散而成的漿料，接著將由合成 樹脂、碳材料形成的細(xì)絲配置于由石膏或多孔材料形成的澆鑄成型用模具的鑄造空間內(nèi)的 軸心方向，向該澆鑄成型用模具內(nèi)澆鑄所述漿料得到包含細(xì)絲的澆鑄成型體，然后進(jìn)行干 燥、脫脂、燒結(jié)，從而使所述細(xì)絲蒸發(fā)及燒沒，形成與軸心平行的貫通孔。
全文摘要
本發(fā)明提供能得到流體的穩(wěn)定流動、可實現(xiàn)高品質(zhì)工作的噴嘴部件，更具體而言，提供具有微細(xì)且長的貫通孔的噴嘴部件及其制造方法。該噴嘴部件是至少具有1個與軸心平行的貫通孔的流體用噴嘴的噴嘴部件，貫通孔的直徑尺寸為100μm～10μm，且貫通孔的直徑D與長度L的比L/D為5以上，是由相對密度為95％以上的陶瓷材料形成的噴嘴部件。這樣的具有多個微細(xì)的貫通孔的噴嘴部件是如下制造的在噴嘴部件的軸心方向上包含由合成樹脂、碳材料或金屬材料形成的細(xì)絲的狀態(tài)下進(jìn)行擠出成型或澆鑄成型，從該成型體中抽取細(xì)絲后進(jìn)行脫脂燒結(jié)，或者不抽取合成樹脂和碳材料的細(xì)絲而在氧化氣氛下進(jìn)行脫脂燒結(jié)而使其蒸發(fā)燒沒。
文檔編號B28B3/20GK101755078SQ20088010006
公開日2010年6月23日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者宮原陸人, 桶作正廣 申請人:北陸成型工業(yè)株式會社;東京毅力科創(chuàng)株式會社