[发明专利]微喷嘴及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于一种微胶囊和微乳液制备用喷射装置的微喷嘴及其制作方法。

背景技术

目前，用于微胶囊和微乳液制备的直通式微通道器件多采用微机电加工方法制作，一般制作步骤包括掩模制作、涂胶、曝光、腐蚀和去胶等。典型的如Isao Kobayashi等详述的一种微乳化用微通道及其制作方法，主要包括以下几个步骤：a)用气相沉积的方法在硅片基底上沉积一层0.2μm厚的铝层作为深度离子刻蚀的保护层；b)在此基底上涂覆一层光刻胶；c)通过紫外线曝光将掩模上的微管道形状布局转移到光刻胶上；d)显影后对铝膜进行腐蚀，将微管道形状布局转移到铝膜上；e)用反应离子刻蚀刻穿硅片，将微管道形状布局转移到硅片上。使用此方法制作微通道器件，需要较为完备的成套的微机电加工设备(Kobayashi I，Nakajima M，Chun K，Kikuchi Y，Fujita H.Silicon array ofelongated through-holes for monodisperse emulsion droplets.AIChE J，2002；48：1639～1644)。这些设备，特别是反应离子刻蚀设备价格昂贵，由此微通道器件制造成本高；使用此方法制作微通道器件工艺复杂，对操作人员要求较高，对工艺环境要求也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构和制作方法简单、装夹和进液方便的微喷嘴及其制造方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种微喷嘴，毛细管由微管道和过渡管道组成，该毛细管嵌入到塑料管的一端，该微管道与喷嘴外环境连通，该过渡管道与塑料管的内腔连通，所述的过渡管道的内径尺寸逐渐减小。

一种制作上述的微喷嘴的方法，包括以下步骤：

第一步，将一个或者排成一排的毛细管一端密封，该毛细管的材料为玻璃或石英；

第二步，将内腔为圆柱形、圆锥形或者内径台阶变化的塑料管放入模具内腔，放入的塑料管的管道长度为所设计的毛细管嵌入塑料管的长度b；

第三步，将毛细管的未密封端穿过模具内腔插入塑料管放入模具的一端；

第四步，加热模具，上下模合模，流动的塑料将毛细管间缝隙密封；

第五步，冷却模具至室温，塑料固化将毛细管嵌入到塑料管的一端，然后将塑料管连同嵌入其一端的毛细管取出；

第六步，向塑料管中注入毛细管腐蚀液，腐蚀液由于毛细作用吸入毛细管的一端，将毛细管一端腐蚀加工成内径尺寸逐渐减小到微管道内径尺寸的过渡管道，同时将微管道的长度腐蚀变短；

第七步，当毛细管的微管道剩余长度达到所设计的长度时，截去一个或者排成一排的毛细管的密封端，清洗并干燥制备出的微喷嘴。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)微喷嘴制作方法不需采用微机电加工工艺，具体操作步骤少，模具压铸和腐蚀等工艺普通机械工艺人员都能操作，因此方法简单可靠，操作人员易于学习掌握。(2)微喷嘴制作无需薄膜沉淀、光刻、离子刻蚀等大型精密设备，毛坯器件均便于市购，对工艺环境要求不高，微喷嘴制作成本低廉。(3)微喷嘴的塑料管具有宏观管道的形状，可以运用现有的方法方便可靠的装夹于常见的微喷射装置或进样系统上。(4)微喷嘴圆形截面的塑料管形成了向微管道进送液体的进液池，同时也形成了进液系统与毛细管间的宏观连接，可以方便的与常见的圆截面宏观进液管道密封连接。微喷嘴内的流体通道无弯角直线连通，易于进样、清洗和干燥。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明微喷嘴剖面结构主视图示意图；

图2是本发明微喷嘴剖面结构俯视图示意图；

图3是微喷嘴制作方法实施实例中模具合模前毛细管、塑料管和模具相对位置关系图；

图4是微喷嘴制作方法实施实例中所用模具的剖面图；

图5是微喷嘴制作方法实施实例中加热合模操作示意图；

具体实施方式

结合图1和图2，本发明微喷嘴的毛细管1由微管道1b和过渡管道1a组成，该毛细管1嵌入到塑料管2的一端，该微管道1b与喷嘴外环境连通，该过渡管道1a与塑料管2的内腔连通，所述的过渡管道1a的内径尺寸逐渐减小。其中，毛细管1为一根或者一根以上，该一根以上的同外径毛细管1轴线在同一平面内平行排列成一排。塑料管2为热塑性塑料管道，与塑料管2轴线垂直的内腔截面形状为圆形或由圆形逐渐过渡到扁圆形。与毛细管1轴线垂直的毛细管内腔截面形状为圆形。微管道1b的内径可以为1μm～1mm。

一种制作上述的微喷嘴的方法，包括以下步骤：