CN106217891B - 一种薄膜生产制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种薄膜生产制造设备，包括主机设备和流延机设备，薄膜原料经过主机设备的上料装置流入挤出机；经过所述挤出机熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤后，进入到成型装置的模具中，成型为薄膜后流入到流延机，在流延机的所述水温控制及循环系控制下，所述主冷辊、定型装置和冷却辊的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对薄膜进行冷却和定型处理，得到冷却后的薄膜成品。本发明提供的所述设备，在制造过程中对原料熔体进行两次过滤，并且对其加热温度进行控制，因此可以制造出质量高的薄膜。

Description

一种薄膜生产制造设备

技术领域

本发明涉及薄膜制造领域，尤其涉及的是一种锂电池膜的生产制造设备。

背景技术

薄膜制品是生活中常见的用品，通常现有技术中采用的锂电池膜制造设备中一般采用的方法：将先把原料混合好后，经过挤出机熔融后，把熔融的原料过滤后放到成型装置成型薄膜，但是上述设备及方法存在以下不足：

（1）缺乏很好的温度控制部件，薄膜温度的不稳定，影响薄膜的质量，且对原材料采用了二次加热，导致其拉伸强度、伸长率等主要性能指标下降 ；

（2）加热过程中熔体仅通过一次粗略过滤，不仅仅过滤网负荷压力较大，换网频率较高，而且过滤效果差；

（3）由于和收卷机配置的流延机运作速度比较大，导致收卷机在要求快速完成收卷工作的同时还保证薄膜的质量，因此现有技术中的收卷机在收卷过程中存在收卷薄膜不够平整的问题。

因此，现有技术有待于进一步的改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种薄膜生产制造设备，旨在解决现有技术中薄膜制造工艺中薄膜的质量不能满足要求和换网器负荷大的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种薄膜生产制造设备，其中，包括：主机设备和流延机设备；

所述主机设备包括：依次连接的上料装置、挤出机、过滤装置和成型装置；

薄膜原料经过上料装置流入挤出机；经过所述挤出机熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤后，进入到成型装置的模具中，成型为薄膜后，输出到流延机设备处；

所述流延机设备包括：流延机机架、水温控制及循环系统、以及设置在所述机架上的主冷辊、定型装置和冷却辊；

所述主冷辊上设置有清理辊；所述清理辊的辊面贴合在所述主冷辊的辊面上，对紧贴在主冷辊上的薄膜表面进行清理；

所述定型装置包括：第一定型辊和第二定型辊；

所述水温控制及循环系统控制水在预定温度下依次流过主冷辊、定型装置和冷却辊，控制各个辊面的温度处于预定的范围内；

所述主冷辊、定型装置和冷却辊的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对

薄膜进行冷却和定型处理后，得到冷却后的薄膜成品。

所述薄膜生产制造设备，其中，还包括：收卷机设备；

所述收卷机设备包括收卷机机架，还包括：依次设置在所述收卷机机架上的牵引辊组件、分切刀组件、浮动辊装置、收卷辊装置和砍刀装置；

所述分切刀组件位于所述牵引力辊组件的下方；所述浮动辊装置和砍刀装置均设置在所述分切刀组件与收卷辊装置之间，且所述浮动辊装置设置在砍刀装置的上方；

所述分切刀组件上设置有用于对薄膜的两侧进行切边的切刀；

所述收卷辊装置包括：翻转辊和对称设置在所述翻转辊两侧的第一收卷辊和第二收卷辊；

所述砍刀装置的前端设置有砍刀，所述砍刀装置的后端与同设置在机架上的第一气缸固定连接，所述砍刀在第一气缸的带动下提升到收卷辊装置表面，将薄膜砍断，完成一轮薄膜的收卷。

所述的薄膜生产制造设备，其中，在所述流延机和收卷机设备之间还设置有：测量设备；所述主机设备中成型装置的模具上还设置有成型厚度调节器；

所述测量设备包括：用于对薄膜的厚度进行测量的测厚仪和用于传输薄膜的测厚仪导辊；

所述成型厚度调节器，用于根据所述测厚仪获取的厚度数据对薄膜的厚度进行调节。

所述的薄膜生产制造设备，其中，所述过滤装置包括：用于对原料熔体进行粗过滤的换网器和对原料熔体进行精过滤的过滤器；在所述换网器与过滤器之间还设置有计量泵，用于测量换网器与过滤器之间的流量。

所述的薄膜生产制造设备，其中，所述设置在挤出机螺筒外围的加热圈，以及设置在所述加热圈外围的加热器。

所述的薄膜生产制造设备，其中，在所述上料装置、挤出机、过滤装置和成型装置的连接位置均设置有压力传感器。

所述的薄膜生产制造设备，其中，所述第一定型辊上设置有第一压辊；所述第二定型辊上设置有第二压辊；所述冷却辊上设置有第三压辊；所述第一压辊、第二压辊和第三压辊均用于将薄膜压合在其对应的第一定型辊、第二定型辊和冷却辊的表面上。

所述的薄膜生产制造设备，其中，所述流延机还包括：设置在流延机机架下方的轻轨，所述流延机机架上还设置有：与所述主冷辊相链接的升降电机；所述升降电机通过升降器与主冷辊相连。

所述的薄膜生产制造设备，其中，在所述收卷机机架上还设置有对从所述分切刀组件传出的薄膜张力进行检测的张力辊组件；所述张力辊组件设置在所述分切刀组件上。

所述的薄膜生产制造设备，其中，所述浮动辊装置包括：横梁、对称设置在横梁侧面两端的固定板、第二气缸和浮动辊装置主体；所述浮动辊装置主体由扭矩轴、摆臂、过渡导辊和浮动辊构成；

所述扭矩轴、过渡导辊和浮动辊从上到下依次分别通过固定部件与摆臂固定连接，且均与所述横梁相平行；

所述扭矩轴固定在所述固定板上，所述摆臂的一端套设在扭矩轴上，另一端与浮动辊固定连接；

所述第二气缸后端固定连接在横梁上, 前端连接在对应的所述摆臂上。

有益效果：本发明提供的一种薄膜生产制造设备，包括主机设备、流延机设备和收卷机设备。薄膜原料经过主机设备的上料装置流入挤出机；经过所述挤出机熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤后，进入到成型装置的模具中，成型为薄膜后流入到流延机，在流延机的所述水温控制及循环系控制下，所述主冷辊、定型装置和冷却辊的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对薄膜进行冷却和定型处理，得到冷却后的薄膜成品。本发明所述方法通过在制造过程中对原料熔体进行两次过滤，并且对其加热温度进行控制，因此可以制造出质量高的薄膜。

附图说明

图1是本发明所提供的设备中主机设备的平面结构示意图。

图2是本发明所提供的设备中主机设备的立体结构示意图。

图3是本发明所提供的设备中流延机设备的平面结构示意图。

图4是本发明所提供的设备中流延机设备的立体结构示意图。

图5是本发明所提供的设备中收卷机设备的平面结构示意图。

图6是本发明所提供的设备中收卷机设备的立体结构示意图。

图7是本发明所提供的设备中测厚仪的平面结构示意图。

图8是本发明所述收卷机设备中浮动辊的平面结构示意图。

图9是本发明所述收卷机设备中浮动辊的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种薄膜生产制造设备，如图1至9所示，所述设备包括：主机设备和流延机设备；

如图1和2所示，包括：上料装置12、挤出机13、过滤装置和成型装置；

所述上料装置12、挤出机13、过滤装置和成型装置依次连接。

具体的，所述上料装置上设置有吸料斗和储料斗，且所述吸料斗伸入到储料斗的内部，所述原料经过吸料斗进入储料斗后，流入挤出机13。

所述过滤装置包括：换网器14和过滤器17；优选的，所述换网器选择使用板式换网器，所述过滤器选择碟片式过滤器。

经过所述挤出机13熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤；

所述成型装置包括：模具18；

经过过滤装置过滤后的原料熔体流入所述模具18内，形成薄膜输出到流延机处。

所述薄膜生产线主机设备，还包括：设置在所述换网器14与过滤器17之间的计量泵16、设置在所述换网器14与计量泵16之间的流道15和设置在挤出机螺筒外围的加热圈。

优选的，所述在所述过滤器17的外围设置有加热器，通过所述加热器对过滤器进行加热，在加热过程中对温度进行控制，从而保持原料熔体在过滤过程中温度稳定。

为了保证熔体离开螺杆后到模具前的压力和温度都是均衡的，在所有连接位置，都有压力传感器进行测量熔体压力及温度，也即在所述上料装置、挤出机、过滤装置和成型装置的连接位置均设置有压力传感器。

所述成型装置还包括：真空箱20和吸风罩21；所述真空箱20与吸风罩21相连接，所述吸风罩21设置在所述模具18的侧边。所述真空箱用于保证吸风罩的真空度。所述吸风罩用于促进薄膜贴辊、吸取多余的油烟。

可以想到的是，所述主机设备还包括动力设备11；所述动力设备11包括：电机和减速机；所述电机和减速机相连接；所述上料装置底部一端与减速机相连接，另一端与挤出机相连。所述电机和减速机为整个主机设备提供动力。

结合图3和图4中流延机的结构示意图，所述流延机设备包括：流延机机架27、水温控制及循环系统、以及设置在所述流延机机架上的主冷辊22、定型装置和冷却辊25；

所述主冷辊22上设置有清理辊221；所述清理辊221的辊面贴合在所述主冷辊22的辊面上，对紧贴在主冷辊22上的薄膜表面进行清理；

所述定型装置包括：第一定型辊23和第二定型辊24；

所述水温控制及循环系统控制水在预定温度下依次流过主冷辊22、定型装置和冷却辊25，控制各个辊面的温度处于预定的范围内；

所述主冷辊22、定型装置和冷却辊25的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对薄膜进行冷却和定型处理后，得到冷却后的薄膜成品。

所述第一定型辊上设置有第一压辊；所述第二定型辊上设置有第二压辊；所述冷却辊上设置有第三压辊；所述第一压辊、第二压辊和第三压辊均用于将薄膜压合在其对应的第一定型辊、第二定型辊和冷却辊的表面上。

所述流延机还包括：设置在流延机机架下方的轻轨，所述机架上还设置有：与所述主冷辊相链接的升降电机；所述升降电机通过升降器与主冷辊相连。

结合本设备的使用方法对流延机设备做进一步的说明。从模具流出的薄膜片贴覆在主冷辊22上，主冷辊22内通一定温度的水，根据不同的产品辊的表面温度范围为30℃～100℃，水的温度通过水循环温度控制机控制，保证主冷辊表面的温差小于1℃，主冷辊22后有清理辊221，所述清理辊221用于排去薄膜与主冷辊22之间的空气，使薄膜完全贴覆在主冷辊表面，同时带走薄膜表面的析出物，保证薄膜的透明度。主冷辊22后面则为第一定型辊23及第二定型辊24，第一定型辊23及第二定型辊24同样也是用水循环温度控制机控制温度，第一定型辊23的温度范围为30℃～100℃，第二定型辊24的温度范围为25℃～60℃，保证辊面温差都是小于1摄氏度；第一定型辊23和第二定型辊24都有压紧辊，在薄膜进入辊筒时压辊将空气排掉，同时使得薄膜完全贴覆在辊面上，每根辊筒的包胶均大于180°，保证薄膜的特性。

进一步的，所述薄膜生产制造设备，还包括：收卷机设备。如图5和图6所示，所述收卷机设备包括：收卷机机架30，以及依次设置在所述收卷机机架上的牵引辊组件31、分切刀组件32、浮动辊装置36、收卷辊装置和砍刀装置35；

所述分切刀组件32位于所述牵引力辊组件31的下方；所述浮动辊装置36和砍刀装置35均设置在所述分切刀组件与收卷辊装置之间，且所述浮动辊装置设置在砍刀装置35的上方；

所述分切刀组件上设置有用于对薄膜的两侧进行切边的切刀。

所述收卷辊装置包括：翻转辊和对称设置在所述翻转辊两侧的第一收卷辊38和第二收卷辊；

所述砍刀装置35的前端设置有砍刀，所述砍刀装置的后端与同设置在机架上的第一气缸固定连接，所述砍刀在第一气缸的带动下提升到收卷辊装置表面，将薄膜砍断，完成一轮薄膜的收卷。

如图5和图6所示，收卷机上的浮动辊装置的作用为根据实际需求调节为间隙收卷和接触收卷，保证薄膜平整卷曲。收卷辊装置的作用主要是：在伺服电机驱动的驱动下，同步带精确传动驱动收卷轴，给收卷提供动力；所述收卷辊装置采用一个电机通过同步带带动两个减速机，减速机输出短通过齿轮传动驱动翻转盘的翻转，翻转平稳。

所述收卷机具体实施时可以采用双工位实现薄膜连续收卷，收卷机的前有牵引装置将薄膜输送到收卷轴上，有切边组件将薄膜两端的后边切除，有张力检测装置检测薄膜在收卷过程中的张力，便于检测收卷的松紧度，有浮动辊装置保证薄膜卷曲的平整度及松紧度。

在所述收卷机机架上还设置有对从所述分切刀组件传出的薄膜张力进行检测的张力辊组件；所述张力辊组件设置在所述分切刀组件上。

优选的，如图7所示，在所述流延机和收卷机设备之间还设置有：测量设备；所述主机设备中成型装置的模具上还设置有成型厚度调节器。

所述测量设备包括：用于对薄膜的厚度进行测量的测厚仪41和用于传输薄膜的测厚仪导辊42。

所述成型厚度调节器，用于根据所述测厚仪获取的厚度数据对薄膜的厚度进行调节。在所述流延机设备后加设测厚部分，通过测厚仪的探头检测薄膜厚度并反馈到模具上调节模具的加热螺栓的温度改变模具唇口的宽度，保证薄膜的厚度在设定范围。

测厚仪后再加设一个摆架设备，摆架设备的作用是保证薄膜在卷曲过程中两端平齐且卷取直径均匀。为了便于使用，在所述摆架设备可以设置在收卷机的前端。

具体的，如图8和9所示，收卷机上的所述浮动辊装置包括：横梁361、对称设置在横梁361侧面两端的固定板367、第二气缸362和浮动辊装置主体；所述浮动辊装置主体由扭矩轴363、摆臂364、过渡导辊365和浮动辊366构成；

所述扭矩轴363、过渡导辊365和浮动辊366从上到下依次分别通过固定部件与摆臂364固定连接，且均与所述横梁361相平行；

所述扭矩轴363固定在所述固定板367上，所述摆臂364的一端套设在扭矩轴363上，另一端与浮动辊366固定连接；

所述第二气缸362后端固定连接在横梁361上, 前端连接在对应的所述摆臂364上。

下面将主机设备、流延机设备和收卷机设备结合在一起，对利用本发明所提供的薄膜生产制造设备生产制造薄膜的方法进行解释。

主机设备的工作原理：原料由上料系统进入挤出机内，并在挤出机内熔融、塑化，熔融状态的原料经过换网器，进行初步过滤后，再由流道进入计量泵内，计量泵对熔体的压力及流量进行调控后输送至过滤器内，进行精细过滤，最后精过滤后的熔体经流道进入模具内，形成薄膜产品。流延薄膜在吸风罩的作用下可紧紧贴在辊面。

制造锂电池膜的原料通过吸料风机输送到储料斗，储料斗内的原料在重力作用下进入螺筒内，电机驱动减速机带动螺杆以一定的转速转动，根据需求调节变频器改变驱动电机的输出转速，将原料输入到挤出机中。

具体的，为了对原料熔融的温度进行有效控制，实现原料的熔融温度，所述螺筒的外圈包裹着分区陶瓷加热器，每一区的加热功率均衡，当温度过高时会有风机自动进行散热吹风，每一区有温度传感器检测螺筒的温度，使得温度保持在设定的范围内。

具体的，在螺杆前端首先通过板式换网器对熔融状态的原料进行初步过滤杂质，过滤后的原料通过计量泵，计量泵以恒定的压力将熔体向前输送，保证了熔体在输送过程中的压力，同时计量熔体的流量。然后，在计量泵后，有碟片式过滤器对熔体进行精过滤，碟片式过滤器的过滤网目数可以根据原料的干净程度来确定，保证熔体的任何杂质、块状熔体不能通过，得到满足使用要求的薄膜。

较佳的，在板式换网器与计量泵之间的流道上有压力传感器检测熔体的压力及温度，且该段流道不宜过长，一般在200mm左右，流道及流道法兰必须有不锈钢加热圈对其进行加热，保证熔体的温度均匀。

碟片式过滤器后为连接模具的流道，且流道及流道法兰外有不锈钢加热圈对其进行加热，保证熔体在流道内的温度是均匀的，每隔约200mm的流道上及各连接法兰上有温度传感器进行检测温度。原料在在一定的压力下从模具唇口留出得到薄膜片。

利用水循环温度控制技术，控制薄膜贴覆到转动辊表面的温度差小于1摄氏度。

对薄膜片的厚度进行测量，并将测量的厚度数据与预先存储的厚度数据进行比较，控制所述薄膜片的厚度在预设范围。

对表面冷却、表面清理和定型处理后的薄膜片通过收卷机进行收卷，得到薄膜成品。

有益效果：本发明提供的一种薄膜生产制造设备，包括主机设备、流延机设备。薄膜原料经过主机设备的上料装置流入挤出机；经过所述挤出机熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤后，进入到成型装置的模具中，成型为薄膜后流入到流延机，在流延机的所述水温控制及循环系控制下，所述主冷辊、定型装置和冷却辊的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对薄膜进行冷却和定型处理，得到冷却后的薄膜成品。本发明所述方法通过在制造过程中对原料熔体进行两次过滤，并且对其加热温度进行控制，因此可以制造出质量高的薄膜。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种薄膜生产制造设备，其特征在于，包括：主机设备和流延机设备；

所述主机设备包括：包括：依次连接的上料装置、挤出机、过滤装置和成型装置；

所述主机设备还包括动力设备，所述动力设备包括电机和减速机，所述电机与减速机相连，所述上料装置底部一端与减速机相连接，另一端与挤出机相连，所述电机与减速机为整个主机设备提供动力；

设置在挤出机螺筒外围的加热圈，以及设置在所述加热圈外围的加热器；所述螺筒的外圈包裹着分区陶瓷加热器，每一区的加热功率均衡，当温度过高时会有风机自动进行散热吹风，每一区有温度传感器检测螺筒的温度；薄膜原料经过上料装置流入挤出机；经过所述挤出机熔融和塑化后的原料熔体通过过滤装置进行过滤后，进入到成型装置的模具中，成型为薄膜后，输出到流延机设备处；所述过滤装置包括：用于对原料熔体进行粗过滤的换网器和对原料熔体进行精过滤的过滤器；在所述换网器与过滤器之间还设置有计量泵，用于测量换网器与过滤器之间的流量；

所述过滤装置还包括：在板式换网器与计量泵之间的流道上有压力传感器检测熔体的压力及温度检测部件检测温度，流道及流道法兰有不锈钢加热圈对其进行加热；所述过滤装置还包括：碟片式过滤器后为连接模具的流道，且流道及流道法兰外有不锈钢加热圈对其进行加热，流道上及各连接法兰上有温度传感器进行检测温度；

所述流延机设备包括：流延机机架、水温控制及循环系统、以及设置在所述机架上的主冷辊、定型装置和冷却辊；

所述主冷辊上设置有清理辊；所述清理辊的辊面贴合在所述主冷辊的辊面上，对紧贴在主冷辊上的薄膜表面进行清理；

所述定型装置包括：第一定型辊和第二定型辊；

所述水温控制及循环系统控制水在预定温度下依次流过主冷辊、定型装置和冷却辊，控制各个辊面的温度处于预定的范围内；所述第一定型辊和第二定型辊都有压紧辊，在薄膜进入辊筒时压辊将空气排掉，同时使得薄膜完全贴敷在辊面上，每根辊筒的包胶均大于180°；

所述主冷辊、定型装置和冷却辊的辊筒表面依次与所述薄膜贴合对薄膜进行冷却和定型处理后，得到冷却后的薄膜成品；

在所述流延机和收卷机设备之间还设置有：测量设备；所述主机设备中成型装置的模具上还设置有成型厚度调节器；

所述测量设备包括：用于对薄膜的厚度进行测量的测厚仪和用于传输薄膜的测厚仪导辊，通过测厚仪的探头检测薄膜厚度并反馈到模具上调节模具的加热螺栓的温度改变模具唇口的宽度，保证薄膜的厚度在设定范围；

测厚仪后设一个摆架设备，摆架设备的作用是保证薄膜在卷取过程中两端平齐且卷取直径均匀；

所述成型厚度调节器，用于根据所述测厚仪获取的厚度数据对薄膜的厚度进行调节。

2.根据权利要求1所述薄膜生产制造设备，其特征在于，还包括：收卷机设备；

所述收卷机设备包括收卷机机架，还包括：依次设置在所述收卷机机架上的牵引辊组件、分切刀组件、浮动辊装置、收卷辊装置和砍刀装置；

所述分切刀组件位于所述牵引力辊组件的下方；所述浮动辊装置和砍刀装置均设置在所述分切刀组件与收卷辊装置之间，且所述浮动辊装置设置在砍刀装置的上方；

所述分切刀组件上设置有用于对薄膜的两侧进行切边的切刀；

所述收卷辊装置包括：翻转辊和对称设置在所述翻转辊两侧的第一收卷辊和第二收卷辊；

所述砍刀装置的前端设置有砍刀，所述砍刀装置的后端与同设置在机架上的第一气缸固定连接，所述砍刀在第一气缸的带动下提升到收卷辊装置表面，将薄膜砍断，完成一轮薄膜的收卷。

3.根据权利要求2所述的薄膜生产制造设备，其特征在于，在所述上料装置、挤出机、过滤装置和成型装置的连接位置均设置有压力传感器。

4.根据权利要求2所述的薄膜生产制造设备，其特征在于，所述第一定型辊上设置有第一压辊；所述第二定型辊上设置有第二压辊；所述冷却辊上设置有第三压辊；所述第一压辊、第二压辊和第三压辊均用于将薄膜压合在其对应的第一定型辊、第二定型辊和冷却辊的表面上。

5.根据权利要求4所述的薄膜生产制造设备，其特征在于，所述流延机还包括：

设置在流延机机架下方的轻轨，所述流延机机架上还设置有：与所述主冷辊相链接的升降电机；所述升降电机通过升降器与主冷辊相连。

6.根据权利要求2所述的薄膜生产制造设备，其特征在于，在所述收卷机机架上还设置有对从所述分切刀组件传出的薄膜张力进行检测的张力辊组件；所述张力辊组件设置在所述分切刀组件上。

7.根据权利要求5所述的薄膜生产制造设备，其特征在于，所述浮动辊装置包括：横梁、对称设置在横梁侧面两端的固定板、第二气缸和浮动辊装置主体；所述浮动辊装置主体由扭矩轴、摆臂、过渡导辊和浮动辊构成；

所述扭矩轴、过渡导辊和浮动辊从上到下依次分别通过固定部件与摆臂固定连接，且均与所述横梁相平行；

所述扭矩轴固定在所述固定板上，所述摆臂的一端套设在扭矩轴上，另一端与浮动辊固定连接；

所述第二气缸后端固定连接在横梁上, 前端连接在对应的所述摆臂上。