真空硬质涂层水针板与其制作方法.pdf

本发明公开了一种水针板与其制作方法。本发明的水针板包含带材以及设置在所述带材上的多个喷水孔，所述喷水孔上具有涂层，所述涂层以化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成。本发明的水针板表面与喷水孔的耐磨性能可以显著提高。

权利要求书
1.  一种水针板，其特征在于，包含带材以及设置在所述带材上的多个喷水孔，所述喷水孔上具有涂层，所述涂层以化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成。

2.  根据权利要求1所述的水针板，其特征在于，所述带材包含碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金或钛合金。

3.  根据权利要求1所述的水针板，其特征在于，所述涂层的表面硬度为维氏硬度1500以上。

4.  根据权利要求1所述的水针板，其特征在于，所述涂层包含氮化钛、氮碳化钛、氮化铬、氮化铝钛、氮化铬铝、氮化铬铝钛、氮化钛硅或类金刚石。

5.  根据权利要求1所述的水针板，其特征在于，所述涂层的厚度为0.5至10微米。

6.  一种水针板的制作方法，其特征在于，包含以下步骤：
提供带材：
在所述带材上形成多个喷水孔；以及
在每个所述喷水孔的表面上形成涂层，形成所述涂层的方法包含化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法。

7.  根据权利要求6所述的水针板的制作方法，其特征在于，所述带材为碳钢、合金钢、时效热处理材料时，在形成所述涂层之前，还对所述带材进行热处理。

8.  根据权利要求6所述的水针板的制作方法，其特征在于，所述涂层的表 面硬度为维氏硬度1500以上。

9.  根据权利要求6所述的制作水针板的方法，其特征在于，所述涂层包含氮化钛、氮碳化钛、氮化铬、氮化铝钛、氮化铬铝、氮化铬铝钛、氮化钛硅或类金刚石。

10.  根据权利要求6所述的水针板的制作方法，其特征在于，所述涂层的厚度为0.5至10微米。

说明书真空硬质涂层水针板与其制作方法
技术领域
本发明涉及一种新型的真空硬质涂层水针板与其制作方法，具体来说，是涉及一种具有高表面硬度的水针板与其制作方法。
背景技术
水刺法无纺布是一种通过物理或化学的方法对高分子聚合物、纤维状集合体等进行加工而形成的一种新型柔性材料，其综合了纺织、造纸、塑料和皮革四大柔性材料特点。水刺法无纺布的外观、性能最接近传统的纺织品，它具有良好的手感、柔软性、吸水性及低绒尘性。水刺法无纺布已广泛应用于多种医疗相关产品上，如外科用纱布块、手术衣、手术帘、病房床单、枕头等等。
水刺法无纺布的制造需要开棉、混棉、梳棉、缠结等过程，需要不同的设备来完成，而将已经梳棉后的多层棉质基材缠结是其中重要的一环，目前业界多采用先进的水刺缠结方式，此方式主要是利用高压水柱贯穿这些基材，使各基材间的纤维受力后缠结在一起，进而使各层基材结合成一体结构。
现有的水刺机水针板，在薄长条平板状不锈钢板中部贯穿开设有一排或多排细小的喷水孔。在使用过程中，由于水针板承受水压很大易造成喷水孔的磨损和阻塞。因此水刺机水针板在正常状态下使用一段时间后必须将其取下清洗，以避免喷水孔阻塞造成产品的瑕疵。但由于水刺机水针板安装在夹紧装置和分水板之间的狭缝内，抽出清洗时喷水孔的入水口易受磨损，而磨损的喷水口会导致进水时水压不稳定，喷出的水柱不规则，进而影响无纺布的质量。为了更好地保证产品质量，一般是将磨损的水针板废弃不用，因此现有的水刺机水针板的使用寿命很短，效率低下，资源浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水针板以及其制作方法，已解决上述现有技术中存在的问题。
根据本发明的一种实施方式，本发明所提供的水针板包含带材以及设置在所述带材上的多个喷水孔，所述喷水孔上具有涂层，且所述喷水孔上具有涂层，所述涂层以化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成。而根据本发明的另外一种实施方式，本发明制作水针板的方法首先提供带材，然后在所述带材上形成多个喷水孔，接着在每个所述喷水孔的表面上形成涂层其中所述喷水孔上具有涂层，所述涂层以化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成。
本发明的水针板表面与喷水孔的耐磨性能显着提高，水针板下机清洗时磨损可能性明显降低，孔内的堵塞情况明显得到延缓，可以有效地提高水针板使用寿命与水刺设备的利用率。
附图说明
图1所示为本发明一种制作水针板的方法流程图。
图2A、图2B、图3A、图3B、图4A与图4B，所示为本发明一种制作水针板方法的步骤示意图。
图5为本发明一种水针板的其中一种实施例示意图。
其中，附图标记说明如下：
400  步骤  302  喷水孔
402  步骤  304  小孔
404  步骤  306  大孔
406  步骤  308  涂层
300  带材
具体实施方式
为使本发明所属技术领域的普通技术人员能更进一步了解本发明，下文举出本发明的优选实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所希 望实现的效果。
请参考图1，所示为本发明一种制作水针板的方法流程图。如图1所示，本发明的制作水针板的方法包含下列步骤：
步骤400：提供带材；
步骤402：在所材上形成多个喷水孔；
步骤404：进行热处理；
步骤406：在每个喷水孔的表面上形成涂层，所述涂层以化学气相沉积法、物理气相沉积法或等离子体增强化学气相沉积法形成。
关于每个步骤的详细说明，请参考图2A、图2B、图3A、图3B、图4A与图4B，所示为本发明一种制作水针板方法的步骤示意图，其中图2B、图3B与图4B为图2A、图3A、图4中沿着AA’切线所画的剖面图。首先如图2A与图2B所示，提供水针板的带材300（步骤400）。于本发明的一实施方式中，带材300的长度L为0.5～15米、宽度W为10～30毫米、厚度H为0.3～1.8毫米，但并不以上述尺寸为限。于一实施例中，带材300可以是任何适合作为水针板的材料，例如是碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金、钛合金等，具体来说，带材300材料的牌号例如是SUS301、SUS316、SUS630、铍青铜等，但并不以上述材料为限。
接着如图3A与图3B所示，在带材300上形成多个喷水孔302（步骤402）。形成喷水孔302的方法例如是冲压、钻铣或电火花加工等方式加工出喷水孔302的形状。这些喷水孔302呈现一排或多排的排列方式，每排数目例如是5000个至10000个，每个喷水孔302之间的距离D约为0.4～1.6毫米，但实施方式并不以上述为限。喷水孔302可以包含各种形状，在一个实施方式中，喷水孔302的剖面呈现漏斗状，具体来说，喷水孔302包含一小孔304暴露带材300的一面（例如是水针板的出水面），以及一大孔306暴露带材300的另外一面（例如水针板的入水面）。小孔304的深度h为0.1～0.6毫米，小孔304的中心孔直径Φa为0.06～0.15毫米，大孔306的中心孔直径Φb为0.08～1.5毫米。
在形成喷水孔302后，依照带材300的材质的不同，特别是当带材300为碳钢、合金钢、时效热处理材料时，还可以选择性的进行一热处理（步骤 404），以增加整体带材300的硬度。在本发明一个实施例中，若带材300是不锈钢如牌号SUS630时，热处理可以在400℃～600℃（优选是460℃至500℃）的温度下进行0.5～4小时，可将带材300的洛氏硬度提升至HRC40左右。
后续，如图4A与图4B所示，在喷水孔302的表面上形成一层或是一层以上的涂层308（步骤406）。多层的涂层308之间的材料可以相同也可以不相同。在本发明的一个实施方式中，涂层308是一真空硬质涂层，采用化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)、物理气相沉积法(physical vapor deposition,PVD或等离子体增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)等方式沉积形成，但不以上述为限。涂层308的材料例如是氮化钛(TiN)、氮碳化钛(TiCN)、氮化铬(CrN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化铬铝（CrAlN）、氮化铬铝钛（CrAlTiN）、氮化钛硅(TiSiN)或类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)等，但不以上述为限。考量到喷水孔302的精度要求，于一实施例中，涂层308的厚度为0.5～10微米，尤以1～3微米为优先选择。在一个实施例中，涂层308仅覆盖在小孔304的表面上。在另一实施例中，涂层308仅会覆盖在喷水孔302的表面。在一个实施例中，涂层308会覆盖在喷水孔302以及带材300的表面。在另外一个实施例中，涂层308仅覆盖在带材300的入水面（即靠近大孔306的面）以及喷水孔302的表面，但不覆盖在出水面。在一个实施例中，如图5所示，涂层308覆盖在带材300的出水面（即靠近小孔304的面）以及喷水孔302的表面（包括大孔306和小孔304），但不覆盖在入水面。通过上述制程而形成的涂层308，可增加喷水孔308及/或带材300的表面硬度，于一个实施例中，其维氏硬度可达HV1500以上，优选来说可以在HV2000以上，甚至是HV2500至HV5000之间。
实施例
带材选取SUS301材质，基材的硬度为HV300，长度L为4.8米、宽度W为25毫米、厚度H为1毫米。采用钻铣加工而形成一排喷水孔，喷水孔的具体尺寸为中心孔3直径Φa为0.12毫米，Φb为0.35毫米，孔距b为0.6毫米，孔数为7000。最后，采用PVD真空镀膜技术，镀一层TiN（氮化钛）真空硬质涂层，以空心阴极放电镀膜的方式，用钛（Ti）块，在380℃、-80V 偏压、160A偏电流、0.8帕气压、500SCCM的N2流量条件下沉积1小时，得到3微米的TiN涂层，表面硬度为HV2300。
由于现有技术的水针板多以传统的工艺制程，其耐受度无法提升，本发明特别结合先进的真空气相沉积工艺，将此先进工艺引导入传统的水针板领域，并调整出适合制作水针板的流程与步骤，因此本发明的真空硬质涂层水针板与现有技术的水针板相比具有以下几个优点：水针板表面与喷水孔的耐磨性能显着提高，水针板下机清洗时磨损可能性明显降低，孔内的堵塞情况明显得到延缓，可以有效地提高水针板使用寿命与水刺设备的利用率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。