CN108249433B - 吹气装置及石墨膜的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吹气装置及石墨膜的生产方法，涉及石墨膜生产工艺的技术领域，包括:放置台、固定装置、喷气装置;固定装置包括气胀轴、充放气机构，充放气机构与气胀轴连通，用于对气胀轴充放气，并通过对气胀轴充气，以固定卷材；放置台包括支架和支撑板，支撑板设置于支架的顶端；支撑板设置有多个通气孔，气胀轴设置于支撑板远离支架的一端，且气胀轴的中心轴垂直于支撑板；喷气装置用于向卷材的一端沿卷材的轴向方向吹气。通过气体在聚酰亚胺膜的相邻两层之间由上往下缓缓流动，从而保证聚酰亚胺膜层之间留有一定的间隙，使聚酰亚胺膜的间隙均匀，避免在随后的烧制过程中，聚酰亚胺膜在发泡时，造成聚酰亚胺膜相邻两层的粘结。

Description

吹气装置及石墨膜的生产方法

技术领域

本发明涉及石墨膜加工的技术领域，尤其是涉及一种吹气装置及石墨膜的生产方法。

背景技术

石墨膜是一种导热散热材料，石墨膜内含有超导热石墨成分，具有超高的导热效能，其导热传导率是传统的金属材料如铜和铝的3-5倍，广泛应用于智能手机、平板显示、笔记本电脑、电脑等周边设备。石墨膜制备时，在高温环境下采用先进的合成工艺、化学方法延压而成高结晶度的片层状材料。石墨导热膜可沿膜平面方向均匀散热，同时具有良好耐腐蚀耐高温性、导热性、导电性、低热阻。

石墨膜是通过聚酰亚胺膜经过烧制炭化得到。聚酰亚胺膜卷材在加工成石墨卷材过程中，需要将聚酰亚胺膜卷制在辊轴上，采用导卷机导卷的方式进行导卷，以形成聚酰亚胺膜卷材。

但是对聚酰亚胺膜卷导时，由于没有松紧机构控制其松紧度，使得聚酰亚胺膜卷材层与层之间空隙不均匀。在对聚酰亚胺膜卷材烧制的过程中，聚酰亚胺膜卷材在400℃～600℃时发泡，容易导致相邻的两层聚酰亚胺膜发泡时，聚酰亚胺膜的层的间隙较小处瞬间粘贴在一起，待烧制完结降温后出炉，相邻的两层膜开卷时容易断裂，产品良率低，材料浪费严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吹气装置及石墨膜的生产方法，以缓解由于聚酰亚胺膜卷材层与层之间空隙不均匀，在进行烧制时，聚酰亚胺膜卷材中，相邻的两层聚酰亚胺膜在发泡时容易粘贴在一起导致两层膜开卷时容易断裂的技术问题。

本发明提供的吹气装置，包括:放置台、固定装置、喷气装置;

所述固定装置包括气胀轴、充放气机构，所述充放气机构与所述气胀轴连通，用于对所述气胀轴充放气，并通过对所述气胀轴充气，以固定卷材；

所述放置台包括支架和支撑板，所述支撑板设置于所述支架的顶端；所述支撑板设置有多个通气孔，所述气胀轴设置于所述支撑板远离支架的一端，且所述气胀轴的中心轴垂直于所述支撑板；

所述喷气装置用于向卷材的一端沿卷材的轴向方向吹气。

进一步地，所述放置台还包括多个挡板，多个所述挡板依次首尾连接，用于围设于所述支撑板的周围。

进一步地，还包括回转装置；所述回转装置与所述放置台连接，用于通过所述放置台带动所述气胀轴以所述气胀轴的中心轴为中心旋转。

进一步地，所述回转装置包括：回转盘、驱动部；所述回转盘的一端与所述驱动部连接，另一端与所述支架远离所述支撑板的一端连接；

所述充放气机构通过连通管与所述气胀轴连通；所述回转盘设置有安装孔，用于使所述连通管穿过所述安装孔与所述气胀轴连接。

进一步地，所述连通管与所述充放气机构的出气端通过轴承连接，以使所述连通管与所述充放气机构能够相对转动。

进一步地，还包括推送装置、控制器、外部输入端；

所述喷气装置包括喷气部；所述推送装置与所述喷气部连接，用于带动所述喷气部沿水平方向移动，且使所述喷气部的喷气端距离固定于所述气胀轴的卷材的端部有预设距离，以使所述喷气部的喷气端能够沿所述卷材的中心向外径方向往复移动，使所述喷气部的气流能够吹入卷材内；

所述控制器分别与所述外部输入端、喷气装置、推送装置、回转装置电连接，所述外部输入端用于将外部输入信息传送至所述控制器，以使所述控制器形成控制指令，所述控制器通过控制所述回转装置以控制气胀轴的旋转速度、通过控制所述推送装置以控制所述喷气部的水平位移、通过控制所述喷气装置以控制喷气量。

进一步地，还包括垂直移动装置，所述垂直移动装置与所述推送装置连接，用于通过带动所述推送装置以使所述喷气部沿竖直方向移动；

所述控制器与所述垂直移动装置电连接，用于控制所述的喷气部的喷气端与气胀轴之间的竖向距离。

本发明还提供了一种石墨膜的生产方法，包括如下步骤：

S10：将卷材设置于气胀轴外侧；并通过气胀轴固定；

S20：通过喷气装置向卷材的一端沿气胀轴的轴向方向吹气；

S30：更换卷材的石墨管芯，使替换后的石墨管芯与卷材的内边缘有空隙，更换石墨管芯完成后的卷材放入石墨工装进入碳化炉进行碳化烧结。

进一步地，步骤S20中，回悬装置通过带动气胀轴转动，以使卷材以卷材的中心轴为中心转动；喷气装置的喷气端沿卷材的径向方向，由卷材的中心向卷材的外径移动，且喷气装置的喷气端与卷材的进气端的距离范围设置为50mm-60mm。

进一步地，更换的石墨管芯与卷材的间隙范围设置为：6-10mm。

本发明提供的吹气装置，包括:放置台、固定装置、喷气装置;所述固定装置包括气胀轴、充放气机构，所述充放气机构与所述气胀轴连通，用于对所述气胀轴充放气，并通过对所述气胀轴充气，以固定卷材；所述放置台包括支架和支撑板，所述支撑板设置于所述支架的顶端；所述支撑板设置有多个通气孔，所述气胀轴设置于所述支撑板远离支架的一端，且所述气胀轴的中心轴垂直于所述支撑板；所述喷气装置用于向卷材的一端沿卷材的轴向方向吹气。通过在卷制成的聚酰亚胺膜卷材的一端，沿聚酰亚胺膜卷材的轴向方向吹气，气体最后从通过亚胺膜卷材的另一端，从支撑板的通气孔中流出。气体在聚酰亚胺膜的相邻两层之间由上往下缓缓流动，从而保证聚酰亚胺膜层之间留有一定的间隙，同时通过吹气以调整聚酰亚胺膜的层之间的间隙，使聚酰亚胺膜的间隙均匀，以避免在随后的烧制过程中，聚酰亚胺膜发泡，造成聚酰亚胺膜相邻两层的粘结。

本发明提供的石墨膜的生产方法，包括如下步骤：S10：将卷材设置于气胀轴外侧；并通过气胀轴固定；S20：通过喷气装置向卷材的一端沿气胀轴的轴向方向吹气；S30：更换卷材的石墨管芯，使替换后的石墨管芯与卷材的内边缘有空隙。本发明提供的石墨膜的生产方法，通过向聚酰亚胺膜卷材的一端吹气，使气体沿聚酰亚胺膜卷材的轴向方向穿过聚酰亚胺膜卷材，从而保证聚酰亚胺膜卷材的相邻层之间的间隙均匀，以避免在随后的烧制过程中，聚酰亚胺膜发泡，造成聚酰亚胺膜相邻两层的粘结。同时，吹气完成后，更换较小直径的石墨内芯，从而保证聚酰亚胺膜的最内层膜与石墨内芯之间有一定的间隙，以给予聚酰亚胺膜的发泡空间，同时避免在后续烧制过程中，聚酰亚胺膜卷材的最内层膜与石墨内芯的粘连。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的吹气装置的透视图；

图2为本发明提供的吹气装置的外部示意图；

图3为本发明提供的吹气装置的支撑板的俯视图；

图4为本发明提供的吹气装置的设置有支撑装置的示意图；

图5为本发明提供的吹气装置的支撑装置与喷气部连接的侧视图；

图6为本发明提供的吹气装置的固定装置的示意图。

图标：1-放置台；11-支架；12-支撑板；121-通气孔；13-挡板；2-固定装置；21-气胀轴；22-充放气机构；23-连通管；24-轴承；3-喷气装置；31-喷气部；32-空气压缩机；4-回转装置；41-回转盘； 411-安装孔；42-驱动部；5-推送装置；51-推送杆；52-驱动机构；6-支撑机构；61-水平滑轨；62-滚动轮；7-垂直移动装置；71-竖直伸缩杆; 72-驱动件；8-控制器；9-外部输入端；10-盖体；100-底板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供的吹气装置，如图1、图2和图3所示。本发明提供的吹气装置包括:放置台1、固定装置2、喷气装置3;固定装置2包括气胀轴21、充放气机构22，充放气机构与气胀轴21连通，用于对气胀轴21充放气，并通过对气胀轴21充气，以固定卷材；放置台1包括支架11和支撑板12，支撑板12设置于支架11的顶端；支撑板12设置有多个通气孔121，气胀轴21设置于支撑板12远离支架11的一端，且气胀轴21的中心轴垂直于支撑板12；喷气装置3用于向卷材的一端沿卷材的轴向方向吹气。通过在卷制成的聚酰亚胺膜卷材的一端，沿聚酰亚胺膜卷材的轴向方向吹气，气体最后从通过亚胺膜卷材的另一端，从支撑板12的通气孔121中流出。上述设置，气体在聚酰亚胺膜的相邻两层之间由上往下缓缓流动，从而保证聚酰亚胺膜层之间留有一定的间隙，同时通过吹气以调整聚酰亚胺膜的层之间的间隙，使聚酰亚胺膜的间隙均匀，以避免在随后的烧制过程中，聚酰亚胺膜发泡，造成聚酰亚胺膜相邻两层的粘结。

为了避免固定于放置台1上的卷膜在吹气的过程中引入外部尘土或杂质，放置台1的四周设置有多个挡板13，多个挡板13依次首尾连接，用于围设于支撑板12的周围。挡板13的高度可以略高于支撑板12的高度。

本发明提供的吹气装置，可以通过手动控制喷气装置3的出气量、喷气速度。固定卷材时，可以将卷材的石墨内芯气胀轴21的外侧，对其进行充气，使卷材套接在气胀轴21的外侧。在对卷材吹气时，喷气装置3的喷气端可以沿卷材横截面径向方向，从卷材的中心向外缘缓慢移动，同时使喷气端沿卷材的轴向移动，喷气端距离卷膜端部距离为50mm-60mm之间，同时保证卷材每层都被吹到，且最后卷材是层与层之间的间隙在50um～75um之间，使卷材的间隙均匀。

本发明提供的吹气装置也可以通过自动控制来实现对卷膜的吹气，以提高卷材的吹气效率。

具体地，为了控制固定于气胀轴21的卷材的转动速度，本发明提供的吹气装置还可以包括回转装置4；回转装置4与放置台1连接，用于通过放置台1带动气胀轴21以气胀轴21的中心轴为中心旋转。通过调整回转装置4的转速，可调整气胀轴21的转速。

上述回转装置4可以包括：回转盘41、驱动部42；回转盘41的一端与驱动部42连接，另一端与支架11远离支撑板12的一端连接；充放气机构22通过连通管23与气胀轴21连通；回转盘41的中心可以设置有安装孔411，用于使连通管23穿过安装孔411与气胀轴21连接。上述支撑板12的中心也可以设置有孔，以使连通管23穿过该孔与气胀轴21连通，用于对气胀轴21的充放气。

由于气胀轴21与充放气机构22发生相对转动，连通管23与充放气机构22的出气端可以通过轴承24连接，以使气胀轴21转动时，连通管23与充放气机构22能够相对转动，如图6所示。上述连通管23也可以与气胀轴21之间通过轴承24连接。

本发明中还可以将回转装置4直接与气胀轴21连接，通过气胀轴21的自转，以控制固定于气胀轴21外侧的卷材的转速。

由于喷气端需要沿卷材的径向方向移动，且从卷材的中心向外缘移动，为了控制喷气端的位移和移动速度，本发明提供的吹气装置还可以包括推送装置5、控制器8、外部输入端9；喷气装置3包括空气压缩机32和喷气部31，控制器8可以和空气压缩机32电连接；推送装置5与喷气部31连接，用于带动喷气部31沿水平方向移动，且使喷气部31的喷气端距离固定于气胀轴21的卷材的端部有预设距离，以使喷气部31的喷气端能够沿卷材的中心向外径方向往复移动，使喷气部31的气流能够吹入卷材内；控制器8分别与外部输入端9、喷气装置3、推送装置5、回转装置4电连接，外部输入端9用于将外部输入信息传送至控制器8，以使控制器8形成控制指令，控制器8通过控制回转装置4以控制气胀轴21的旋转速度、通过控制推送装置5以控制喷气部31的水平位移、通过控制喷气装置3以控制喷气量。

推送装置5带动喷气部31往复移动时，从卷材的中心向外缘移动时进行吹气，从外缘向卷材的中心移动时，可以关闭空气压缩机32，使喷气部31不对卷材吹气。

推送装置5可以包括推送杆51和驱动机构52，控制器8通过驱动机构52与推送杆51电连接；推送杆51水平设置，且推送杆51远离驱动装置的一端与喷气部31连接，用于带动喷气部31沿水平方向移动。推送杆51可以伸缩杆，由多个连接节依次套接连接。

进一步地，为了使推送杆51在水平方向平稳地推送喷气部31，本发明提供的吹气装置还可以包括支撑机构6；支撑机构6可以包括：水平滑轨61、滚动轮62；水平滑轨61设置有凹槽，滚动轮62的一端与喷气部31连接，另一端设置于凹槽内，且与凹槽配合，以使喷气部31能够在凹槽内沿水平轨道的延伸方向移动。上述设置使得推送杆51只需要提供给喷气部31水平推力即可。

上述推送装置5还可以为横杆和移动轮，移动轮可以沿横杆移动。移动轮与喷气部31连接，且移动轮包括驱动件72，驱动件72与控制器8电连接。通过控制移动轮的转动，来控制喷气部31的位移和移动速度。

为了根据不同卷材的长度来控制卷材与喷气部31的喷气端之间的距离，本发明还可以包括垂直移动装置7，如图4所示，垂直移动装置7与推送装置5连接，用于通过带动推送装置5以使喷气部31沿竖直方向移动；控制器8与垂直移动装置7电连接，用于控制喷气部31的喷气端与气胀轴21之间的竖向距离。

如图5所示，上述垂直动装置可以包括竖直伸缩杆71和驱动件72，竖直伸缩杆71的顶端与推送装置5固定连接，用于带动推送装置5沿竖直方向移动。驱动件72与竖直伸缩杆71伸缩。控制器8可以与驱动件72电连接，用于控制竖直伸缩杆71的伸缩。

本发明中包括盖体10和底板100，盖体10的开口和底板100连接，用于形成放置腔，放置台1、固定装置2、喷气部31、垂直移动装置7和推送装置5均设置于放置腔内。底板100均匀设置有连通孔，用于当喷气端对卷材吹气时，气体可以从底板100的联通孔中穿出。上述控制器8可以设置于底板100下部，也可以设置于盖体10侧部。上述盖体10的顶端可以设置有开口，用于放置喷气端及方便拿取卷材。

本发明提供的吹气装置，通过控制器8控制喷气部31的出气量和出气时间，通过回转装置4控制卷材的转速；通过控制推送装置5控制喷气部31的出气位移和速度；通过垂直移动装置7保证喷气部31与卷材端部的距离；通过充放气机构22控制气胀轴21的充放气。外部输入端9用于输入以上控制参数。因而本发明提供的吹气装置，能够对卷材的自动吹气。

本发明还提供了一种石墨膜的生产方法，包括如下步骤：S10：将卷材设置于气胀轴21外侧；并通过气胀轴21固定；S20：通过喷气装置3向卷材的一端沿气胀轴21的轴向方向吹气；S30：更换卷材的石墨管芯，使替换后的石墨管芯与卷材的内边缘有空隙。通过向聚酰亚胺膜卷材的一端吹气，使气体沿聚酰亚胺膜卷材的轴向方向穿过聚酰亚胺膜卷材，从而保证聚酰亚胺膜卷材的相邻层之间的间隙均匀，以避免在随后的烧制过程中，聚酰亚胺膜发泡，造成聚酰亚胺膜相邻两层的粘结。同时，吹气完成后，更换较小直径的石墨内芯，从而保证聚酰亚胺膜的最内层膜与石墨内芯之间有一定的间隙，以给予聚酰亚胺膜的发泡空间，同时避免在后续烧制过程中，聚酰亚胺膜卷材的最内层膜与石墨内芯的粘连。

S10：步骤中，通过充放气机构22控制气胀轴21的充放气。气胀轴21充气到一定程度时，支撑石墨内芯。

步骤S20中，回悬装置通过带动气胀轴21转动，以使卷材以卷材的中心轴为中心转动；喷气装置3的喷气端沿卷材的径向方向，由卷材的中心向卷材的外径移动，且喷气装置3的喷气端与卷材的进气端的距离范围设置为50mm-60mm。上述设置，以对卷材的端部均匀吹气，最后使卷材层之间的空隙为50um～75um之间，使卷膜层之间的间隙均匀。喷气部31的出气压力应控制为0.3mpa～0.4mpa之间。

一般石墨管芯的半径尺寸为91mm～95mm，更换的石墨管芯半径为85mm，上述设置，使得更换后的石墨管芯与卷材的间隙为：6-10mm。通过更换较小的石墨管芯，石墨管芯与卷膜支架11有一定的发泡空间。更换石墨管芯完成后的卷材放入石墨工装进入碳化炉进行碳化烧结。

本发明提供的石墨膜的生产方法，通过吹气装置对卷材进行充气，使卷材层之间的空隙均匀，同时，更换半径较小的石墨管芯，使得对卷材进行碳化烧结过程减少卷材的粘结。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种吹气装置，其特征在于，包括:放置台、固定装置、喷气装置;

所述固定装置包括气胀轴、充放气机构，所述充放气机构与所述气胀轴连通，用于对所述气胀轴充放气，并通过对所述气胀轴充气，以固定卷材；

所述放置台包括支架和支撑板，所述支撑板设置于所述支架的顶端；所述支撑板设置有多个通气孔，所述气胀轴设置于所述支撑板远离支架的一端，且所述气胀轴的中心轴垂直于所述支撑板；

所述喷气装置用于向卷材的一端沿卷材的轴向方向吹气；

所述放置台还包括多个挡板，多个所述挡板依次首尾连接，用于围设于所述支撑板的周围，所述挡板的高度大于所述支撑板的高度。

2.根据权利要求1所述的吹气装置，其特征在于，还包括回转装置；所述回转装置与所述放置台连接，用于通过所述放置台带动所述气胀轴以所述气胀轴的中心轴为中心旋转。

3.根据权利要求2所述的吹气装置，其特征在于，所述回转装置包括：回转盘、驱动部；所述回转盘的一端与所述驱动部连接，另一端与所述支架远离所述支撑板的一端连接；

所述充放气机构通过连通管与所述气胀轴连通；所述回转盘设置有安装孔，用于使所述连通管穿过所述安装孔与所述气胀轴连接。

4.根据权利要求3所述的吹气装置，其特征在于，所述连通管与所述充放气机构的出气端通过轴承连接，以使所述连通管与所述充放气机构能够相对转动。

5.根据权利要求2所述的吹气装置，其特征在于，还包括推送装置、控制器和外部输入端；

所述喷气装置包括喷气部；所述推送装置与所述喷气部连接，用于带动所述喷气部沿水平方向移动，且使所述喷气部的喷气端距离固定于所述气胀轴的卷材的端部有预设距离，以使所述喷气部的喷气端能够沿所述卷材的中心向外径方向往复移动，使所述喷气部的气流能够吹入卷材内；

所述控制器分别与所述外部输入端、喷气装置、推送装置、回转装置电连接，所述外部输入端用于将外部输入信息传送至所述控制器，以使所述控制器形成控制指令，所述控制器通过控制所述回转装置以控制气胀轴的旋转速度、通过控制所述推送装置以控制所述喷气部的水平位移、通过控制所述喷气装置以控制喷气量。

6.根据权利要求5所述的吹气装置，其特征在于，还包括垂直移动装置，所述垂直移动装置与所述推送装置连接，用于通过带动所述推送装置以使所述喷气部沿竖直方向移动；

所述控制器与所述垂直移动装置电连接，用于控制所述的喷气部的喷气端与气胀轴之间的竖向距离。

7.一种石墨膜的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10：将卷材设置于气胀轴外侧；并通过气胀轴固定；

S20：通过喷气装置向卷材的一端沿气胀轴的轴向方向吹气；

S30：更换卷材的石墨管芯，使替换后的石墨管芯与卷材的内边缘有空隙，更换石墨管芯完成后的卷材放入石墨工装进入碳化炉进行碳化烧结。

8.根据权利要求7所述的石墨膜的生产方法，其特征在于，步骤S20中，回悬装置通过带动气胀轴转动，以使卷材以卷材的中心轴为中心转动；喷气装置的喷气端沿卷材的径向方向，由卷材的中心向卷材的外径移动，且喷气装置的喷气端与卷材的进气端的距离范围设置为50mm-60mm。

9.根据权利要求7所述的石墨膜的生产方法，其特征在于，更换的石墨管芯与卷材的间隙范围设置为：6-10mm。

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