CN114310184B - 一种真空镀膜药丸载体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种真空镀膜药丸载体的制备方法，将所述不锈钢微丝多层、无纺铺制在真空炉中，在10‑2‑10‑3Pa，800‑1000℃下烧结30‑60min，得到均匀的不锈钢微丝毡；不锈钢微丝毡在压力作用下被预冲切为饼状初始内芯；饼状初始内芯冲压至金属坩埚中，得到金属坩埚内紧密装有内芯的载体成品。冲切内芯采用专用冲切装置(100)完成，包括冲压杆组件(40)、冲压平台(30)及预压模具(10)和金属坩埚定位模具(20)，能得到大小、厚度、重量一致的圆饼状内芯，表面洁净度完全满足需求，耐腐蚀，不易氧化生锈，保证药丸性能的稳定，对药水的吸附和热蒸发过程的药水挥发速率较一致，最终形成的膜层均匀性也更好。该工艺简单，高效，大大节约人工。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空镀膜技术领域，特别涉及一种真空镀膜药丸载体的制备方法及特定装置。
背景技术
在现有技术中，真空环境下，通过电阻或者电子枪加热的方式，将吸附在载体中的药水气化，药水的有效成分沉积在基材表面，与基材表面的发生化学反应，形成特定性能的膜层，例如较为致密的、低表面能的防指纹层。相比较传统的药水的液体状态，现有技术中有些药水以固态药丸形式存在——例如防指纹药丸——有效降低运输以及使用的风险，是现在越来越多涂层的生产商更为倾向选择的一种产品。
真空镀膜药丸是由防指纹药水和可吸附药水的载体两个主要部分组成，药水的本身性能决定了相关涂层的耐磨以及耐候等性能，而载体则直接决定了在保质期内，药水的性能能否保持一致性。采用钢丝绒和金属外壳来制备药丸载体，钢丝绒是由钢材通过切削而成，在生产的过程中为了避免钢丝绒材料表面氧化，以及对高温运作下的切削刀降温，不可避免的使用一些含油脂类的乳化液，而这类乳化液成分如果不能很好的去除，在产品的保存过程中，乳化液会与药水发生不可控的化学反应，从而导致药丸的性能衰减甚至失效。
为解决钢丝绒的洁净度问题，专利公开号为CN 111020490 A的文献提出进行清洗以及真空烘烤处理的解决方案，但钢丝绒比表面积大，不易清洗；材质呈丝绒状，易断裂，生产过程中碎屑较多，同时钢丝绒的材质是低碳钢，保存过程中易生锈。
现有技术中有将无序的钢丝进行人工剪切、称重后，团成球状，放到金属外壳中，得到载体成品。效率非常低下，而且钢丝不均匀，产品品质不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、产品性能稳定、且非常节约人工的真空镀膜药丸载体的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
不锈钢微丝毡制备：首先选用不锈钢微丝作为基材；将所述不锈钢微丝多层、无纺铺制在真空炉中，在10-2-10-3Pa，800-1000℃下烧结30-60min，得到均匀的不锈钢微丝毡；
冲切内芯：所述不锈钢微丝毡在压力作用下被预冲切为饼状初始内芯；然后将饼状初始内芯冲压至金属坩埚中，得到金属坩埚内紧密装有不锈钢微丝毡作为内芯的载体成品。
所述冲切内芯的步骤中，饼状初始内芯先翻转180度再冲压到金属坩埚内。
冲切内芯得到的所述载体成品在100-120℃烘烤去除水分，冷却至室温后真空打包，以供后续使用。
所述不锈钢微丝毡制备步骤中，选择直径20-40微米的不锈钢微丝，将不锈钢微丝剪切为适合后续使用长度的金属丝纤维，将金属丝纤维均匀无纺铺制在成型网上，叠加铺制多层，在不锈钢微丝叠加层上放置耐高温隔离层，在隔离层上继续无纺铺制多层，然后再进行真空烧结。
所述冲切内芯时采用专用冲切装置完成：
所述专用冲切装置包括冲压杆组件、冲压平台及冲压平台上的预压模具和金属坩埚定位模具；所述预压模具为带有至少一个通孔模腔的块状物，每个所述通孔模腔可容置一个所述饼状初始内芯；所述金属坩埚定位模具内放置有至少一个金属坩埚，每个通孔模腔与所述金属坩埚和所述冲压杆组件的冲压杆一一对应；冲压杆组件两侧设有冲压定位杆，所述预压模具、冲压平台和金属坩埚定位模具的两侧分别对应设置有与冲压定位杆适配的定位孔。
冲切内芯时，先将预压模具置于冲压平台上，所述不锈钢微丝毡置于预压模具上，冲压杆组件下行将不锈钢微丝毡冲压到通孔模腔中形成饼状初始内芯；然后将所述预压模具翻转180度，扣于冲压平台上的金属坩埚定位模具上，冲压杆组件再次下行将饼状初始内芯冲压到金属坩埚中。
所述预压模具有多个通孔模腔；所述冲压杆组件的冲压杆和金属坩埚定位模具的金属坩埚为位置和数量一一对应的多个，每个冲压杆独立安装在冲压杆基座上。
所述冲压平台由第一冲压平台和第二冲压平台组成，二者水平并排地叠置连接在一个移动平台上，所述移动平台的一侧与气缸的活塞连接在一起，在活塞带动下可于冲压杆组件下方呈水平方向往复平移；
冲切内芯时，所述预压模具先置于第一冲压平台上、而金属坩埚定位模具置于第二冲压平台上，气缸推动移动平台，使预压模具对准冲压杆组件，冲压好饼状初始内芯后，气缸再次推动移动平台，将第二冲压平台移动到冲压杆组件下方，这时所述预压模具翻转180度后扣在金属坩埚定位模具上，冲压杆组件再次下行将饼状初始内芯冲压到金属坩埚中。
所述预压模具的通孔模腔深度是载体成品中内芯厚度的2-3倍。
所述专用冲切装置还包括液压机、所述冲压杆组件安装于液压机上；所述专用冲切装置还包括工作台及其上的滑轨，所述移动平台置于滑轨上；冲压工作台两侧设置有安全光栅。
所述预压模具翻转180度后扣在金属坩埚定位模具上时，二者采用定位销和定位孔进行固定；所述预压模具两侧设有方便工作人员手持模具进行翻转操作的凹槽。
所述预压模具两侧的定位孔为半圆形通孔，而第一冲压平台、第二冲压平台的两侧的定位孔为整个的圆形通孔。
与现有技术相比，本发明针对现有技术的不足，采用不锈钢微丝取代传统的钢丝绒材料，通过无纺铺制、高温烧结处理、制备均匀厚度的不锈钢微丝纤维毡，液压机作用下冲切为大小、厚度、重量一致的圆饼状金属丝内芯，最后将金属丝内芯组装到金属坩埚中，即得到真空镀膜药丸载体，具有如下有益效果：
1)选用不锈钢微丝，只需简单烘烤去除水分，其表面洁净度完全满足需求；同时耐腐蚀，不易氧化生锈，在药丸的保存过程中，最大限度的保证药丸性能的稳定性。
2)不锈钢微丝是通过拉拔得到的，直径均匀，制成的药丸载体的对药水的吸附和热蒸发过程的药水挥发速率较为一致，最终形成的膜层也均匀性也更好。
3)不锈钢微丝制成厚度均匀的金属纤维毡后可直接冲切出形状、大小、重量以及厚度一致的内芯。采用专用装置进行冲切，只需将不锈钢微丝毡放在预压模具上，冲压到预压模具的通孔模腔中，形成饼状初始内芯；然后将所述预压模具翻转180度，扣于金属坩埚定位模具上，再次冲压即可将饼状初始内芯冲压到金属坩埚中，从而形成药丸载体，这与传统需要手工剪切，称重并团成球状后冲压相比，该工艺简单，高效，大大节约人工。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：
图1为本发明的专用冲切装置的主视示意图。
图2为本发明的专用冲切装置冲压杆组件下方的模具等部件俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和优选的具体实施方式对本发明做进一步地详细解释。
本发明的真空镀膜药丸载体的制备方法，主要包括不锈钢微丝毡制备、冲切内芯。
不锈钢微丝毡制备。首先选用直径20-40微米的不锈钢微丝，将不锈钢微丝利用纤维牵切机剪切到合适的长度作为基材，作为本发明的一个实施例，可剪切到50cm或其它尺寸以适应预压模具以及烧结炉尺寸等因素确定。然后将所述不锈钢微丝均匀、无纺铺制在成型网上，铺制8-10层，得到不锈钢微丝叠加层。叠加层上放置耐高温隔离层，在隔离层上继续无纺铺制8-10层微丝叠加层，根据炉体的容纳量，可铺制多个叠加层。将该多层微丝叠加层置于真空炉中，在10-2-10-3Pa，800-1000℃下烧结30-60min。不锈钢钢丝烧结后，表面刚性发生变化，可以在冲压下产生形变，形成一个稳定的饼状载体，不会散开。烧结完成后得到均匀的不锈钢微丝毡。
冲切内芯。所述不锈钢微丝毡在压力作用下被预冲切为约5-10mm厚度的饼状初始内芯；然后将饼状初始内芯冲压至金属坩埚中，得到金属坩埚内紧密装有不锈钢微丝毡作为内芯的载体成品。为了让内芯的表面更加均匀和平整，饼状初始内芯先翻转180度再冲压到金属坩埚内。
最后，如果冲压作业环境湿度较大，可将冲切得到的载体成品在100-120℃烘烤30min左右去除水分，然后冷却至室温，再真空打包以供后续使用。
为了让工艺简单、效率提升，本发明优选采用专用冲切装置100来完成冲切内芯的步骤。
如图1-2所示，所述专用冲切装置100包括现有技术中的液压机和工作台，以及工作台上的水平滑轨(图中未示出)，液压机上设有冲压杆组件40，滑轨上设有移动平台70，所述移动平台70的一端与气缸60的活塞连接在一起，在活塞带动下，移动平台可于冲压杆组件下方轨道上呈水平方向往复平移；工作台两侧设置有安全光栅。
移动平台上连接着冲压平台30，作为进一步优选的方式，所述冲压平台30由第一冲压平台31和第二冲压平台32组成，二者水平并排状地、分别叠置连接在所述移动平台70上，随其平移。
所述专用冲切装置100还包括预压模具10和金属坩埚定位模具20。所述预压模具10为金属块状物，两侧设有方便工作人员手持模具进行翻转操作的凹槽12，中间设有至少一个通孔模腔，每个所述通孔模腔可容置一个不锈钢微丝毡的饼状初始内芯，通孔模腔的深度是载体成品中内芯厚度的2-3倍。所述金属坩埚定位模具20也是金属块状物，其上设有至少一个放置有金属坩埚50凹槽；每个通孔模腔与所述冲压杆组件的冲压杆41和所述金属坩埚50一一对应，优选的是，预压模具有多个通孔模腔，对应多个冲压杆、多个金属坩埚，这样才更能提高冲切不锈钢丝毡和冲压内芯的工作效率。每个冲压杆独立安装在冲压杆基座43上，方便独立更换。
所述冲压杆组件40的两侧分别设有一根冲压定位杆42，第一冲压平台31和第二冲压平台32上对应的位置定位孔33是整个圆孔，而预压模具10和金属坩埚定位模具20的两侧分别对应设置有与冲压定位杆42适配的定位孔33，为半圆形通孔，以便操作简单省力。
用上述专用冲切装置100来完成冲切内芯的操作时，所述预压模具10先置于第一冲压平台31上、而金属坩埚定位模具20置于第二冲压平台32上，烧结后得到的片状所述不锈钢微丝毡置于预压模具上，气缸60推动移动平台70，使预压模具10对准冲压杆组件40，冲压杆组件40下行，冲压杆41将不锈钢微丝毡冲压到通孔模腔中形成饼状初始内芯；然后气缸推动移动平台70将第二冲压平台32移动到冲压杆组件下方，这时所述预压模具10翻转180度后扣在金属坩埚定位模具20上的，二者采用现有技术的定位销80和定位孔进行固定，冲压杆组件40再次下行，将饼状初始内芯冲压到金属坩埚50中，形成真空镀膜药丸的载体。
本发明可用于AF防指纹药丸,也可以用于其它真空镀膜药丸的制备。
以AF防指纹药丸载体为例，上述本发明的较佳的实施例如下：
一种AF药丸载体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将不锈钢微丝利用纤维牵切机剪切为长度为50cm的金属纤维。
步骤2：将1中的金属丝纤维均匀无纺铺制在成型网上，铺制9层，得到不锈钢微丝叠加层。
步骤3：在不锈钢微丝叠加层上放置耐高温隔离层，在隔离层上继续无纺铺制9层微丝叠加层，重复这一步骤至10层，得到多层的微丝叠加层。
步骤4：将3中多层微丝叠加层置于烧结炉中，9×10-3Pa的真空环境下，1000℃热处理60min，得到厚度约为5mm的不锈钢微丝毡。
步骤5：将4中的不锈钢微丝毡在冲切头的作用下可得到5mm厚度的饼状初始内芯。
步骤6：将5中内芯冲压至金属坩埚中，得到载体成品。
步骤7：将6中载体成品在100℃下烘烤30min去除水分后，冷却后真空包装。
本实施例通过优化不锈钢微丝毡的厚度和真空处理温度，可满足内芯更好成型的要求。
对比例1
一种AF防指纹药丸载体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将低碳钢微丝人工剪切、称重后，团成球状填充到中空的模具中，冲压为饼状内芯。
步骤2：将1中饼状内芯置于酒精清洗槽中常温下超声清洗60min后沥干，120℃烘烤30min。
步骤3：将2中清洗后的低碳钢内芯冲压到金属外壳中，得到载体成品。
步骤4：将3中载体成品在100℃下烘烤30min，冷却后真空包装。
对比例2
一种AF药丸载体的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将不锈钢微丝直接放在烧结炉中，5*10-2pa的真空环境下，800℃热处理30min，得到表面刚性发生变化的不锈钢微丝团。
步骤2：将1中无序的不锈钢微丝团，人工剪切、称重后，团成球状，冲压到金属外壳中，得到载体成品。
步骤3：将2中载体成品在100℃下烘烤30min去除水分后，冷却后真空包装。
对比例2与对比例1的对比见表一所示。对比例用不锈钢微丝取代了低碳钢微丝2，低碳钢微丝表面有乳化液等油污，需要经过清洁才能用于制作载体坩埚，但由于金属微丝的表面积较大，简单的超声清洗不能保证100％去除低碳钢微丝表面的油污，最终的载体坩埚洁净度不易管控，得到的AF防指纹膜的耐磨性差。
对比例2与本发明较佳的实施例相比，效率低很多，见表二所示。
表一
表二
Claims (8)
1.一种真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：不锈钢微丝毡制备：首先选用不锈钢微丝作为基材；将所述不锈钢微丝多层、无纺铺制在真空炉中，在10-2-10-3Pa，800-1000℃下烧结30-60min，得到均匀的不锈钢微丝毡；冲切内芯：所述不锈钢微丝毡在压力作用下被预冲切为饼状初始内芯；然后将饼状初始内芯冲压至金属坩埚中，得到金属坩埚内紧密装有不锈钢微丝毡作为内芯的载体成品；所述冲切内芯时采用专用冲切装置（100）完成；所述专用冲切装置（100）包括冲压杆组件（40）、冲压平台（30）及冲压平台上的预压模具（10）和金属坩埚定位模具（20）；所述预压模具（10）为带有至少一个通孔模腔的块状物，每个所述通孔模腔可容置一个所述饼状初始内芯；所述金属坩埚定位模具（20）内放置有至少一个金属坩埚（50），每个通孔模腔与所述金属坩埚和所述冲压杆组件的冲压杆（41）一一对应；冲压杆组件（40）两侧设有冲压定位杆（42），所述预压模具（10）、冲压平台（30）和金属坩埚定位模具（20）的两侧分别对应设置有与冲压定位杆（42）适配的定位孔（33）；冲切内芯时，先将预压模具（10）置于冲压平台（30）上，所述不锈钢微丝毡置于预压模具上，冲压杆组件下行将不锈钢微丝毡冲压到通孔模腔中形成饼状初始内芯；然后将所述预压模具（10）翻转180度，扣于冲压平台上的金属坩埚定位模具（20）上，冲压杆组件（40）再次下行将饼状初始内芯冲压到金属坩埚（50）中。
2.根据权利要求1所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，冲切内芯得到的所述载体成品在100-120℃烘烤去除水分，冷却至室温后真空打包，以供后续使用。
3.根据权利要求1所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，所述不锈钢微丝毡制备步骤中，选择直径20-40微米的不锈钢微丝，将不锈钢微丝剪切为适合后续使用长度的金属丝纤维，将金属丝纤维均匀无纺铺制在成型网上，叠加铺制多层，在不锈钢微丝叠加层上放置耐高温隔离层，在隔离层上继续无纺铺制多层，然后再进行真空烧结。
4.根据权利要求1-3任一项所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，所述预压模具（10）有多个通孔模腔；所述冲压杆组件（40）的冲压杆（41）为多个，与金属坩埚定位模具（20）的多个金属坩埚一一对应；每个冲压杆独立安装在冲压杆基座（43）上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，所述冲压平台（30）由第一冲压平台（31）和第二冲压平台（32）组成，二者水平并排地叠置连接在一个移动平台（70）上，所述移动平台（70）的一侧与气缸（60）的活塞连接在一起，在活塞带动下可于冲压杆组件下方呈水平方向往复平移；冲切内芯时，所述预压模具（10）先置于第一冲压平台（31）上，而金属坩埚定位模具（20）置于第二冲压平台（32）上，气缸（60）推动移动平台（70），使预压模具对准冲压杆组件，冲压好饼状初始内芯后，气缸再次推动移动平台（70），将第二冲压平台移动到冲压杆组件下方，这时所述预压模具（10）翻转180度后扣在金属坩埚定位模具（20）上，冲压杆组件（40）再次下行将饼状初始内芯冲压到金属坩埚（50）中。
6.根据权利要求1-3任一项所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于， 所述预压模具（10）的通孔模腔深度是载体成品中内芯厚度的2-3倍。
7.根据权利要求5所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，所述专用冲切装置（100）还包括液压机、所述冲压杆组件（40）安装于液压机上；所述专用冲切装置（100）还包括工作台及其上的滑轨，所述移动平台（70）置于滑轨上；冲压工作台两侧设置有安全光栅。
8.根据权利要求1-3任一项所述的真空镀膜药丸载体的制备方法，其特征在于，所述预压模具（10）翻转180度后扣在金属坩埚定位模具（20）上时，二者采用定位销（80）和定位孔进行固定；所述预压模具（10）两侧设有方便工作人员手持模具进行翻转操作的凹槽（12）；所述预压模具（10）两侧的定位孔（33）为半圆形通孔，而第一冲压平台（31）、第二冲压平台（32）的两侧的定位孔（33）为整个的圆形通孔。
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