CN102496728B - Ccm双面密封层贴合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种CCM双面密封层贴合方法，该方法是：在CCM的双面处分别放置一组由密封层（17）和底膜（11）组成的密封材料（5），校准密封层的窗口与CCM上的催化剂涂层（15）的相对位置，对齐后再采用上压辊、下压辊进行辊压；辊压过程中当催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差过大时，系统停止压辊，对二者位置进行校准，然后继续压辊；接着CCM组件水平向前移动，密封层底膜收卷辊（12）揭起底膜（11），密封层贴合在CCM上形成贴有密封层的CCM，然后在弹力压辊对（10）的作用下对密封层进行整形辊压，至此完成密封层在CCM双面上的贴合。本发明能够精确对位，保证贴合的精度，贴合工作的效率较高。

Description

CCM双面密封层贴合方法

技术领域

本发明涉及催化剂涂敷的膜（简称CCM）技术领域，特别是涉及一种将密封层贴合到CCM两侧的方法。

背景技术

随着材料、化工以及电子技术的迅速发展，膜材料的使用越来越广泛，这也同时使得人们对于膜材料的加工技术和工艺提出了很高的要求。催化剂涂敷的膜（简称CCM）是本领域一种众所周知的复合材料，CCM是由现有技术在质子膜两侧间断涂覆催化剂层而形成。在实际运用CCM之前，还需要在CCM两侧给CCM贴上一层密封层。该密封层要求能覆盖CCM上除了催化剂块儿以外的所有区域。

在传统的密封层贴合方法中，密封层贴合机在对密封层和CCM进行初始对准后就直接对二者进行贴合，由于CCM组件材料密封层材料的加工存在误差，密封层的窗口位置与CCM上的催化剂块的几何位置难于准确对齐，此外，连续辊压过程中，上中下各层组件移动会累积位置误差，这将使密封层贴合到CCM的位置发生较大的偏移。这样贴合获得的CCM组件不能满足CCM的贴合要求，例如专利CN1992400A中所提供的方法。

专利CN1992400A“获得带有衬底的CCM的方法”（专利号：200610156269.4）提供了一种简单，方便的密封层贴合方法。该方法将密封层和CCM材料制成卷片，分别将密封层放置在CCM两侧，释放卷片，然后通过辊筒辊压，使三层材料贴合在一起，完成CCM与密封膜的贴合工作，制成CCM组件。但是该方法存在诸多不足之处。首先，该贴膜机是一个开环控制系统。将密封层与CCM进行初始对位之后，就再也没有对密封层窗口与催化剂模块的对位进行校准。正如该专利所述，在这样贴合过程中误差会不断累积，最终使得密封膜覆盖到大部分的催化剂块，导致密封层的贴合工作无法准确完成。如果在此过程中不断的用人工进行密封膜与催化剂块的对位校准，那么会使得此过程繁琐而且效率低下。如果需要对大量CCM进行密封层贴合工作，或者要求贴合精度较高，这种方法显然是不具有适用前景的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有的密封层贴合方法的种种不足，提供一种能够将密封层准确高效的贴合到CCM两侧的方法。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供了一种CCM双面密封层贴合方法，具体是：在CCM的双面处分别放置一组由密封层和底膜组成的密封材料，校准密封层的窗口与CCM上的催化剂涂层的相对位置，对齐后再采用上、下压辊进行辊压；辊压过程中当催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差过大时，系统停止压辊，对二者位置进行校准，然后继续压辊；接着CCM组件水平向前移动，密封层底膜收卷辊揭起底膜，密封层贴合在CCM上形成贴有密封层的CCM，然后在弹力压辊对的作用下对密封层进行整形辊压，至此完成密封层在CCM双面上的贴合。

可以由色标传感器检测密封层的窗口和CCM上的催化剂涂层的相对位置，当两者的相对位置发生偏移时停止辊压，将上、下压辊分离，调整两者的相对位置，对齐后两压辊上下压合，继续进行辊压操作。

所述的色标传感器可以采用3色LED色标传感器。

所述的上、下压辊，其中一个或二个可移动，由液压或伺服电机驱动其上下的位移运动，形成贴合过程中的施压动作和校准对位过程中的放松动作。

压辊在放松动作之前，通过切换调整辊工作模式，使其工作在速度模式或者位置模式，然后将上下压辊分离，控制调整辊对CCM和带底膜的密封层的相对位置进行闭环定位控制，使CCM上催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差在工艺要求以内。

所述的密封层的窗口尺寸小于CCM上的催化剂涂层的尺寸。

在所述的密封层相邻两个窗口之间，距两个窗口边缘等距离处是经过冲切处理的。

在校准密封层的窗口与CCM上的催化剂涂层的相对位置之前，上、下压辊分开，使距压辊压合接触线2-3mm处的两带底膜密封层与CCM发生分离，三层卷材成分离状态；所述三层卷材是指CCM、CCM的双面处的带底膜密的封密封层。

所述的密封层和底膜具有相等的宽度，底膜材质的强度大于密封层材质的强度。

所述的密封层外侧涂有热敏胶涂层，该热敏胶涂层采用EVA粘合剂。

本发明与现有技术相比较，具有以下的主要有益效果：

其一.能够精确对位：由于系统使用闭环控制，在自动控制装置的控制作用下，能完成密封层与CCM组件的精确对位。

其二.能够保证贴合的精度：在贴合过程中，如果检测装置检测到密封层窗口与CCM组件上的催化剂涂层之间的偏差大于给定值时，系统能快速的控制相关部件动作，停止贴合；然后控制相关部件动作，对CCM组件和密封层的相对位置进行调整，完成自动校准对位，从而保证贴合的精度。

其三. 贴合工作的效率较高：由于系统的对位校准工作是自动控制装置完成的，无需人工监控，因而该系统完成贴合工作的效率较高。

采用本发明的贴合方法，密封层窗口中心线相对催化剂涂层块中心线的最大偏差为：纵向偏差（走带方向）±0.3mm，侧向偏差±0.4mm。而人工贴合最大偏差超过±1mm。

附图说明

图1是本发明一种CCM密封层贴合方法的示意图。

图2是本发明热压贴合示意图。

图3是本发明调整对准调整示意图。

图4是本发明带底膜的密封层示意性透视图。

图中：1. CCM放卷辊；2. CCM； 3.密封层放卷辊； 4.过渡辊； 5.带底膜的密封层；6.密封层传感器；7. CCM传感器； 8.油缸； 9.压辊； 10.弹力压辊对； 11.密封层底膜； 12.密封层底膜收卷辊； 13.调整辊； 14.带密封层的CCM收卷辊； 15.催化剂涂层；16.质子膜； 17.密封层。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。 

本发明提供的CCM双面密封层贴合方法，具体是：参见图1-图4，在CCM的双面处分别放置一组由密封层17和底膜11组成的密封材料5，校准密封层17的窗口与CCM上的催化剂涂层15的相对位置，对齐后再采用上压辊、下压辊进行辊压；辊压过程中当催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差过大时，系统停止压辊，对二者位置进行校准，然后继续压辊；接着CCM组件水平向前移动，密封层底膜收卷辊12揭起底膜11，密封层17贴合在CCM上形成贴有密封层的CCM，然后在弹力压辊对10的作用下对密封层17进行整形辊压，至此完成密封层在CCM双面上的贴合。

本发明提供的CCM双面密封层贴合方法，参见图1-图4，其包括步骤：

1．准备工作：

密封层的贴合过程中除过渡辊4和弹力压辊对10外，压辊9、密封层放卷辊3、CCM放卷辊1、带密封层的CCM收卷辊14、底膜收卷辊12和调整辊13均采用伺服电机驱动。

将驱动压辊9的电机设置为速度模式，将驱动CCM放卷辊1、密封层放卷辊3、调整辊13、密封层底膜收卷辊12和带密封层的CCM收卷辊14的电机均设置在力矩模式。

2. 卷绕CCM 2：

将CCM放卷辊1上的CCM 2经由过渡辊4-b2，穿过压辊9、弹力压辊对10和调整辊13-a2后卷绕放置在带密封层的CCM收卷辊14上。CCM是由质子膜16和涂敷在其上的催化剂涂层15组成的。

3. 初始定位，使密封层窗口与CCM 2上的催化剂涂层15对齐：

（1）在CCM 2的上侧，将密封层放卷辊3上的带底膜的密封层5经由过渡辊4-b1，经过压辊9-A和调整辊13-a1卷绕在密封层底膜收卷辊12-R1上，该带底膜的密封层5的底膜向上朝向压辊9-A，该组件的密封层向下朝向CCM 2；

类似，在CCM 2的下侧，将带底膜的密封层与CCM 2的上侧对称放置，即：将密封层放卷辊3-S2上带底膜的密封层经由过渡辊4-b3，经过压辊9-B和调整辊13-a3后卷绕在密封层底膜收卷辊12-R2上，该该带底膜的密封层5的底膜向下朝向压辊9-B，密封层向上朝向CCM 2。

上述密封层5由密封层17和底膜11组成；底膜11贴在密封层17上，密封层外侧涂有热敏胶涂层；二者具有相等的宽度，底膜材质的强度略大于密封层；密封层是带有窗口的，窗口的尺寸略小于CCM中催化涂层的尺寸，并且，密封层相邻两个窗口之间，距两个窗口边缘等距离处是经过冲切处理的。

压辊9-A和9-B的压力分别由油缸8-A和8-B进行调节。

（2）采用密封层传感器6和CCM传感器7分别检测上下密封层窗口位置和CCM双侧催化剂涂层位置，然后进行初始对位，使密封层17的窗口正好对齐CCM催化剂涂层15。

所述密封层传感器6和CCM传感器7均采用3色LED色标传感器。

4. 第一次贴合：

（1）热辊压：

完成初始定位后，压辊9压合，通过伺服电机带动三种膜材料以一定的线速度（根据CCM生产工艺设定）传输，且它们的线速度相等，进行连续热辊压；所述三种膜材料是指：CCM 2，CCM组件上侧带底膜的密封层组5，CCM 2下侧带底膜的密封层组5。

（2）密封层底膜与密封层分离：

热辊压后，CCM 2的上下两侧的密封层底膜11分别在密封层底膜收卷辊12-R1和12-R2的牵引下与密封层17脱离，至此密封层底膜11成功贴合到CCM 2的上下两侧。

5. 校准对位：

在贴合装置连续进行工作的同时，密封层传感器6和CCM传感器7时刻监测CCM 2的上下侧密封层窗口与对应催化剂涂层15的相对位置，当密封层窗口与催化剂涂层15边缘重叠偏移大于设定值时，进行调整操作。设定值=±δ/n，δ为密封层与CCM上催化剂涂层的边缘重叠尺寸，n为给定值，例如：重叠值δ =1mm，n=2。

三卷材（CCM 2，CCM上侧带底膜的密封5，CCM组件下侧带底膜的密封层组5）进入压辊压合接触线之前，使上下密封层切断线距离压辊压合接触线距离的最小值为d（给定值，例如2-3mm）时停止压辊9的辊压运动，便于带底膜的密封层组5的组件与CCM 2的分离。

切换调整辊13的工作模式，使其工作在速度模式或者位置模式，然后控制电气或液压驱动装置，使连接到油缸8上的压辊9上下分离，即将压辊9-A向上提起，压辊9-B向下移动；

根据密封层传感器6和CCM传感器7检测的偏差信号，在闭环控制系统的控制下，使调整辊13对三卷材或其中两卷材或其一卷材进行位置调整。

在调整至密封层窗口与CCM催化剂涂层15边缘重叠偏移小于或等于设定值时，停止调整辊13运动。

6. 第二次贴合：

此时，将压辊9上下压辊压合，再次将调整辊13设置为力矩模式，然后在弹力压辊对10的作用下，对贴合的密封层进行二次整形辊压后进行连续热辊压。

经过上述步骤，实现对CCM双面密封层自校准贴合工作。

Claims (9)

1. 一种CCM双面密封层贴合方法，其特征是：在CCM的双面处分别放置一组由密封层（17）和底膜（11）组成的密封材料（5），校准密封层（17）的窗口与CCM上的催化剂涂层（15）的相对位置，对齐后再采用上压辊、下压辊进行辊压；辊压过程中当催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差过大时，系统停止压辊，对二者位置进行校准，然后继续压辊；接着CCM组件水平向前移动，密封层底膜收卷辊（12）揭起底膜（11），密封层（17）贴合在CCM上形成贴有密封层的CCM，然后在弹力压辊对（10）的作用下对密封层（17）进行整形辊压，至此完成密封层在CCM双面上的贴合；压辊在放松动作之前，通过切换调整辊（13）工作模式，使其工作在速度模式或者位置模式，然后将上下压辊分离，控制调整辊（13）对CCM和带底膜的密封层（5）的相对位置进行闭环定位控制，使CCM上催化剂涂层与密封层窗口的相对位置偏差在工艺要求以内。

2. 根据权利要求1所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：由色标传感器检测密封层（17）的窗口和CCM上的催化剂涂层（15）的相对位置，当两者的相对位置发生偏移时停止辊压，将上、下压辊分离，调整两者的相对位置，对齐后两压辊上下压合，继续进行辊压操作。

3. 根据权利要求2所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是所述的上、下压辊（9），其中一个或二个可移动，由液压或伺服电机驱动其上下的位移运动，形成贴合过程中的施压动作和校准对位过程中的放松动作。

4.根据权利要求2所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是所述的色标传感器采用3色LED色标传感器。

5. 根据权利要求1所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：密封层（17）的窗口尺寸小于CCM上的催化剂涂层（15）的尺寸。

6. 根据权利要求5所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：密封层相邻两个窗口之间，距两个窗口边缘等距离处是经过冲切处理的。

7. 根据权利要求1所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：在校准密封层（17）的窗口与CCM上的催化剂涂层（15）的相对位置之前，上、下压辊分开，使距压辊压合接触线2-3mm处的两带底膜密封层（5）与CCM发生分离，三层卷材成分离状态；所述三层卷材是指CCM、CCM的双面处的带底膜密的封密封层（5）。

8. 根据权利要求7所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：密封层（17）和底膜（11）具有相等的宽度，底膜（11）材质的强度大于密封层（17）材质的强度。

9. 根据权利要求1所述的CCM双面密封层贴合方法，其特征是：密封层（17）外侧涂有热敏胶涂层，该热敏胶涂层采用EVA粘合剂。

Images