CN109807009B - 一种基材的卷对卷涂布设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基材的卷对卷涂布设备，包括：基材放卷装置，用于间隔预设时间的释放基材；第一涂布装置，其包括：第一真空吸附平台和设置在第一真空吸附平台上的第一涂布机构；第二涂布装置，其包括：第二真空吸附平台和设置在第二真空吸附平台上的第二涂布机构；基材收卷装置，用于间隔预设时间的收卷基材；第一真空吸附平台和第二真空吸附平台的表面都设置有布设在各自表面用于均匀各自产生的吸附力的均压层。本涂布设备中，在第一真空吸附平台和第二真空吸附平台的表面都设置均压层，以使均压层的表面产生均衡的吸附力吸附基材，防止基材在过大的吸附力的作用下产生凹坑的现象，提高了产品质量。
Description
技术领域
本申请涉及涂布设备技术领域，具体涉及一种基材的卷对卷涂布设备。
背景技术
新能源燃料电池全氟磺酸质子膜的上下表面涂布有一层纳米级的铂碳催化剂，铂碳催化剂的特点是遇到水系或有机溶剂就会产生溶胀的现象。通常情况下，是将质子膜固定吸附在一个真空吸附平台上，用手喷枪将铂碳催化剂浆料涂布到质子膜的表面上，烘干浆料后得到质子膜半成品。该涂布方式具有以下缺点：
第一、由于质子膜很薄(约10～50um)，真空吸附平台表面有一些真空吸附小孔，在小孔吸附处质子膜由于吸附力的作用会产生凹坑而导致产品缺陷。
第二、手喷枪在涂布的时候要反复涂布5～7次才能完成涂布工作，工作效率低，且涂布过程中浪费浆料。
第三、全氟磺酸质子膜表面涂布铂碳浆料后，会产生溶胀的现象，影响产品质量。
因此，现有技术有待改进和提高。
发明内容
本申请旨在提供一种基材的卷对卷涂布设备，以提高成品质子膜的质量。
本申请提供了一种基材的卷对卷涂布设备，包括：
基材放卷装置，用于间隔预设时间的释放基材；
第一涂布装置，其包括：第一真空吸附平台和设置在第一真空吸附平台上的第一涂布机构；所述第一真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的反面；所述第一涂布机构用于在预设时间内对基材的正面涂布浆料，以形成正面涂层；
第二涂布装置，其包括：第二真空吸附平台和设置在第二真空吸附平台上的第二涂布机构；所述第二真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的正面；所述第二涂布机构用于在预设时间内对基材的反面涂布浆料，以形成反面涂层；
基材收卷装置，用于间隔预设时间的收卷基材；
所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台的表面都设置有布设在各自表面用于均匀各自产生的吸附力的均压层。
所述的卷对卷涂布设备，其中，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均包括：开设在各自表面的多个吸附孔，和设置在各自内部的空腔；所述空腔与所述多个吸附孔连通，且所述空腔外接真空设备；所述多个吸附孔用于在真空设备的作用下产生所述吸附力。
所述的卷对卷涂布设备，其中，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均还包括：设置在各自内部的干燥组件；所述第一真空吸附平台上的干燥组件用于对所述正面涂层进行干燥，所述第二真空吸附平台上的干燥组件用于对所述反面涂层进行干燥。
所述的卷对卷涂布设备，其中，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均还包括：设置在各自四周的压合组件；所述第一真空吸附平台上的压合组件用于压合住基材的正面边缘，所述第二真空吸附平台上的压合组件用于压合基材的反面边缘。
所述的卷对卷涂布设备，其中，正面保护膜收卷装置和反面保护膜收卷装置；所述基材的正面设置有正面保护膜，反面设置有反面保护膜；所述正面保护膜收卷装置用于在涂布所述正面涂层之前，剥离并收卷所述正面保护膜，其设置在所述基材放卷装置与所述第一涂布装置之间；所述反面保护膜收卷装置用于在涂布所述反面涂层之前，剥离并收卷所述反面保护膜，其设置在所述第一涂布装置和所述第二涂布装置之间。
所述的卷对卷涂布设备，其中，还包括：正面保护膜放卷装置和反面保护膜放卷装置；所述正面保护膜放卷装置用于释放正面保护膜至所述正面涂层的表面，其设置在所述反面保护膜收卷装置与所述第二涂布装置之间；所述反面保护膜放卷装置用于释放反面保护膜至所述反面涂层的表面，其设置在所述第二涂布装置与所述基材收卷装置之间。
所述的卷对卷涂布设备，其中，第一预压辊机构和第二预压辊机构；所述第一预压辊机构用于对所述正面涂层进行预压；所述第二预压辊机构用于对所述反面涂层进行预压。
所述的卷对卷涂布设备，其中，第一预压辊机构和所述第二预压辊机构均包括一对辊面相接的预压辊。
所述的卷对卷涂布设备，其中，所述第一涂布机构和所述第二涂布机构均包括：模头，用于向模头定量供入浆料的供料机构、用于驱动所述模头上下移动的上下驱动组件，和用于驱动所述模头移动以涂布的平移驱动组件；所述模头具有用于进入浆料的进料口和用于喷出浆料的出料口，所述供料机构与所述进料口连通；所述第一涂布机构上的模头的出料口正对于所述第一真空吸附平台的表面，所述第二涂布机构上的模头的出料口正对于所述第二真空吸附平台的表面。
所述的卷对卷涂布设备，其中，所述基材的宽度大于所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台的宽度。
本发明的有益效果是：
本申请提供的一种基材的卷对卷涂布设备，包括：基材放卷装置，用于间隔预设时间的释放基材；第一涂布装置，其包括：第一真空吸附平台和设置在第一真空吸附平台上的第一涂布机构；所述第一真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的反面；所述第一涂布机构用于在预设时间内对基材的正面涂布浆料，以形成正面涂层；第二涂布装置，其包括：第二真空吸附平台和设置在第二真空吸附平台上的第二涂布机构；所述第二真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的正面；所述第二涂布机构用于在预设时间内对基材的反面涂布浆料，以形成反面涂层；基材收卷装置，用于间隔预设时间的收卷基材；所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台的表面都设置有布设在各自表面用于均匀各自产生的吸附力的均压层。本涂布设备中，在第一真空吸附平台和第二真空吸附平台的表面都设置均压层，以使均压层的表面产生均衡的吸附力吸附基材，防止基材在过大的吸附力的作用下产生凹坑的现象，提高了产品质量。
附图说明
图1为本发明提供的基材的卷对卷涂布设备的结构示意图；
图2为本发明提供的卷对卷涂布设备中第一涂布装置的结构示意图；
图3为基材的结构示意图；
图4为在一种实施例中基材涂布后的效果示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请提供了一种基材的卷对卷涂布设备，用于对燃料电池全氟磺酸质子膜的正面和反面进行涂布，即该基材为全氟磺酸质子膜，所涂布的浆料为铂碳催化剂。
参见图1所示，本实施例提供的卷对卷涂布设备包括：基材放卷装置10，第一涂布装置20，第二涂布装置30和基材收卷装置40。
基材放卷装置10放料基材卷料，放卷出的基材卷料依次穿带第一涂布装置20、第二涂布装置30后，被基材收卷装置40收卷，基材传送的牵引力由基材收卷装置40提供。基材放卷装置10用于间隔预设时间的释放基材，第一涂布装置20用于吸附基材的反面、以对基材的正面涂布浆料，第二涂布装置30用于吸附基材的正面、以对基材的反面涂布浆料，基材收卷装置40用于间隔预设时间的收卷涂布后的基材。换而言之，基材放卷装置10每间隔预设时间后释放一定长度的基材，基材收卷装置40间隔预设时间后对该一定长度的基材(此时基材为涂布浆料后的成品基材)进行收卷，在该预设时间内，基材放卷装置10和基材收卷装置40均停止工作。在牵引力的作用下，位于基材放卷装置10和基材收卷装置40之间的基材依次被传送至第一涂布装置20和第二涂布装置30，在第一涂布装置20上对基材的正面进行涂布；正面涂布后，在牵引力的作用下基材传送到第二涂布装置30，由第二涂布装置30对基材的反面进行涂布，从而形成成品基材。
基材放卷装置10，用于间隔预设时间的释放基材，换而言之，基材放卷装置10在一次释放基材卷料后，间隔预设时间后进行下一次释放基材卷料，基材放卷装置10是利用放卷放料的方式释放基材卷料，基材放卷装置10一次释放的基材的长度根据基材放卷装置的转速和相邻两次释放过程之间的时间进行设定。基材放卷装置10一次和下一次释放的基材卷料的长度可以是一样的，也可以是不一样的，作为优选的实施方式，每次释放的基材长度一致。
本实施例中，基材放卷装置10还包括：用于对基材纠偏的纠偏机构，和用于控制基材张力的张力控制机构。纠偏机构和张力控制机构都设置在基材放卷装置10的输出端。
第一涂布装置20，其包括：第一真空吸附平台21和设置在第一真空吸附平台21上的第一涂布机构22。在第一真空吸附平台21长度方向的两端都设置有供基材过料的过辊，两个过辊基本与第一真空吸附平台21的表面在同一平面内。第一真空吸附平台21用于在预设时间内吸附基材的反面，第一涂布机构22用于在预设时间内对基材的正面涂布浆料，以形成正面涂层。具体的是，第一真空吸附平台21在预设时间内产生吸附力，以吸附基材的反面。基材放卷装置10一次释放一定长度的基材后，该一定长度的基材在基材收卷装置40牵引力的作用下被传送到第一真空吸附平台21上，由第一真空吸附平台21在预设时间内吸附其反面，同时，第一涂布机构22在预设时间内对其正面进行涂布，以形成正面涂层。
第二涂布装置30，其包括：第二真空吸附平台31和设置在第二真空吸附平台31上的第二涂布机构32。在第二真空吸附平台31长度方向的两端同样的都设置有供基材过料的过辊，两个过辊同样基本与第二真空吸附平面31的表面在同一平面内。第二真空吸附平台31用于在预设时间内吸附基材的正面，第二涂布机构32用于在预设时间内对基材的反面涂布浆料，以形成反面涂层。具体的是，第一真空吸附平台21在预设时间内产生吸附力，以吸附基材的正面。在基材收卷装置40牵引力的作用下，涂布有正面涂层的基材传送到第二真空吸附平台31上，由第二真空吸附平台31在预设时间内吸附其正面，同时，第二涂布机构32在预设时间内对其反面进行涂布，以形成反面涂层。
如上，第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31的表面都设置有布设在各自表面用于均匀各自所产生的吸附力的均压层，该均压层优选的为丝网状薄膜，丝网状薄膜均匀的形成有多个细小的孔，第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31所产生的吸附力经过丝网状薄膜的多个细小的孔后，在丝网状薄膜的表面形成均匀的吸附效果，由于本实施例中的基材厚度很薄，约10～50um厚，该均匀的吸附力避免在吸附基材时，使基材产生凹坑而影响产品质量。
本实施例中，在第一涂布机构22对基材的正面涂布正面涂层后，以及第二涂布机构32对基材的反面涂布反面涂层后，还需对正面涂层和反面涂层进行预压，使其与基材牢固的结合，避免出现掉粉的现象。因此，本实施例所提供的涂布设备还包括：第一预压辊机构91和第二预压辊机构92，第一预压辊机构91用于将正面涂层与基材压合，第二预压辊机构92用于将反面涂层与基材压合，两个预压辊机构均是通过辊压的方式进行预压。优选的，第一预压辊机构91和第二预压辊机构92均包括一对辊面相接的预压辊，第一预压辊机构91中的其中一个预压辊为第一真空吸附平台21沿基材传送方向一端的过辊，第二预压辊机构92中的其中一个预压辊为第二真空吸附平台31沿基材传送方向一端的过辊。
基材收卷装置40，用于间隔预设时间的收卷基材，即基材收卷装置40间隔预设时间的收卷涂布有正面涂层和反面涂层的成品基材。其采用收卷收料的方式进行收卷。
在基材的传送过程中，为使第一真空吸附平台21吸附基材的反面，第二真空吸附平台31吸附基材的正面，本实施方式中，第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31上下位设置，如图1中所示，第一真空吸附平台21设置在第二真空吸附平台31的下方，并在第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31的同一侧设置翻转辊33，基材经翻转辊33的传送后，使基材的正面和反面得到翻转，从而在第二真空吸附平台31上，对基材的反面进行涂布。
本实施例中，第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31的结构相同，以下以第一真空吸附平台21为例进行说明。
参见图2中所示，第一真空吸附平台21包括：开设在其表面的多个吸附孔25，设置在其内部的空腔26和干燥组件27，以及设置在其四周的压合组件24。
空腔26与多个吸附孔25连通，且该空腔25外接真空设备，真空设备对空腔26抽真空使得多个吸附孔25产生吸附力。该真空设备所产生的吸附力的值根据实际需要进行设定，最大可以为-100KPa。该吸附力配合丝网状薄膜对基材进行吸附，防止基材产生凹坑的现象。
涂布在基材正面和反面的涂层为铂碳催化剂材质，该铂碳催化剂遇水系会产生溶胀的现象，干燥组件25用于对基材的正面涂层和反面涂层进行干燥，避免其溶胀。即第一真空吸附平台21内的干燥组件用于对正面涂层进行干燥，第二真空吸附平台31内的干燥组件对反面涂层进行干燥。该干燥组件25优选的为多个加热管组成，多个加热管可以产生30℃～150℃的温度环境，以快速烘干正面涂层和反面涂层。优选的，该干燥组件25还包括用于控制其产生的温度的控制单元，以适应不同浆料干燥所需的温度环境。
压合组件24用于压合住基材的边缘部分，优选的，基材的宽度大于第一真空吸附平台21和第二真空吸附平台31的宽度，防止两吸附平台表面所产生的吸附力的泄露，以对基材产生很好的吸附力。即第一真空吸附平台21上的压合组件用于压合住基材的正面边缘，第二真空吸附平台31上的压合组件用于压合住基材的反面边缘。
本实施例中，第一涂布机构22设置在第一真空吸附平台21的上方，第二涂布机构32设置在第二真空吸附平台31的上方，且第一涂布机构22和第二涂布机构32的结构相同，以下以第一涂布机构22为例进行说明。
结合图1和图2所示，第一涂布机构22包括：模头221，用于向模头221定量供入浆料的供料机构，用于驱动模头221上下移动的上下驱动组件222，和用于驱动模头221移动以涂布的平移驱动组件223。模头221具有用于进入浆料的进料口2211和用于喷出浆料的出料口2212，供料机构与进料口2211连通，即供料机构的出口端与进料口2211连通，以将浆料送入模头221中。该供料机构优选的为精密螺杆泵定量供料系统，以根据涂布的速度和涂布的厚度自动设定供料量，使得涂布的厚度一次就可达到所需的厚度，提高涂布效率。模头221的出料口2212正对于各吸附平台的表面，在上下驱动组件222的作用下使模头的出料口2212与基材的表面保持一定的距离，以将浆料涂布在各吸附平台表面的基材上。即第一涂布机构22上的模头的出料口正对于第一真空吸附平台21的表面，以将浆料涂布到基材的正面，第二涂布机构32上的模头的出料口正对于第二真空吸附平台31的表面，以将浆料涂布到基材的反面。作为优选的实施方式，基材放卷装置10一次所释放的基材的长度应略大于第一真空吸附平台22的长度和第二真空吸附平台31的长度。
参见图3所示，图中示出了基材的结构，该基材100的正面设置有正面保护膜101，基材100的反面设置有反面保护膜102。结合图1所示，本实施例所提供的基材的卷对卷涂布设备还包括：正面保护膜收卷装置50和反面保护膜收卷装置60，正面保护膜收卷装置50用于在对基材100的正面涂布正面涂层之前，剥离并收卷正面保护膜101。该正面保护膜收卷装置50设置在基材放卷装置10与第一涂布装置20之间。反面保护膜收卷装置60用于在对基材100的反面涂布反面涂层之前，剥离并收卷反面保护膜102。该反面保护膜收卷装置60设置在第一涂布装置20和第二涂布装置30之间。
如上，在将基材100的正面保护膜101和反面保护膜102剥离后，需重新将正面保护膜101和反面保护膜102贴合在基材101的正反面，因此，本实施例所提供的基材的卷对卷涂布设备还包括：正面保护膜放卷装置70和反面保护膜放卷装置80。正面保护膜放卷装置70用于释放正面保护膜至正面涂层的表面，其设置在反面保护膜收卷装置60和第二涂布装置30之间。反面保护膜放卷装置80用于释放反面保护膜至反面涂层的表面，其设置在第二涂布装置30和基材收卷装置40之间。在正面涂层和反面涂层的表面分别设置正面保护膜和反面保护膜，以对正面涂层和反面涂层起到保护和支撑的作用，防止正面涂层和反面涂层变形而影响产品质量。
本实施例提供的卷对卷涂布设备所涂布出的正面涂层和反面涂层可以是连续涂布、间歇涂布等形式。参见图4所示，图中示出的是正面涂层为间歇涂布的形式，涂布反面涂层时，本涂布设备还需设置留白检测装置，用于检测间歇涂布的尺寸，以使正面涂层和反面涂层对齐。同时，设置第一涂布装置20和第二涂布装置30之间的距离为基材放卷装置10一次释放的基材的长度的整数倍，优选的设为一倍。而采用连续涂布时，则无需设置留白检测装置，并固定第一涂布装置20和第二涂布装置30之间的距离。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种基材的卷对卷涂布设备，其特征在于，包括：
基材放卷装置，用于间隔预设时间的释放基材；
第一涂布装置，其包括：第一真空吸附平台和设置在第一真空吸附平台上的第一涂布机构；所述第一真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的反面；所述第一涂布机构用于在预设时间内对基材的正面涂布浆料，以形成正面涂层；
第二涂布装置，其包括：第二真空吸附平台和设置在第二真空吸附平台上的第二涂布机构；所述第二真空吸附平台用于在预设时间内吸附基材的正面；所述第二涂布机构用于在预设时间内对基材的反面涂布浆料，以形成反面涂层；
基材收卷装置，用于间隔预设时间的收卷基材；
所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台的表面都设置有布设在各自表面用于均匀各自产生的吸附力的均压层。
2.如权利要求1所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均包括：开设在各自表面的多个吸附孔，和设置在各自内部的空腔；所述空腔与所述多个吸附孔连通，且所述空腔外接真空设备；所述多个吸附孔用于在真空设备的作用下产生所述吸附力。
3.如权利要求2所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均还包括：设置在各自内部的干燥组件；所述第一真空吸附平台上的干燥组件用于对所述正面涂层进行干燥，所述第二真空吸附平台上的干燥组件用于对所述反面涂层进行干燥。
4.如权利要求3所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台均还包括：设置在各自四周的压合组件；所述第一真空吸附平台上的压合组件用于压合住基材的正面边缘，所述第二真空吸附平台上的压合组件用于压合基材的反面边缘。
5.如权利要求1所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，还包括：正面保护膜收卷装置和反面保护膜收卷装置；所述基材的正面设置有正面保护膜，反面设置有反面保护膜；所述正面保护膜收卷装置用于在涂布所述正面涂层之前，剥离并收卷所述正面保护膜，其设置在所述基材放卷装置与所述第一涂布装置之间；所述反面保护膜收卷装置用于在涂布所述反面涂层之前，剥离并收卷所述反面保护膜，其设置在所述第一涂布装置和所述第二涂布装置之间。
6.如权利要求5所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，还包括：正面保护膜放卷装置和反面保护膜放卷装置；所述正面保护膜放卷装置用于释放正面保护膜至所述正面涂层的表面，其设置在所述反面保护膜收卷装置与所述第二涂布装置之间；所述反面保护膜放卷装置用于释放反面保护膜至所述反面涂层的表面，其设置在所述第二涂布装置与所述基材收卷装置之间。
7.如权利要求1所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，还包括：第一预压辊机构和第二预压辊机构；所述第一预压辊机构用于对所述正面涂层进行预压；所述第二预压辊机构用于对所述反面涂层进行预压。
8.如权利要求7所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，第一预压辊机构和所述第二预压辊机构均包括一对辊面相接的预压辊。
9.如权利要求1所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，所述第一涂布机构和所述第二涂布机构均包括：模头，用于向模头定量供入浆料的供料机构、用于驱动所述模头上下移动的上下驱动组件，和用于驱动所述模头移动以涂布的平移驱动组件；所述模头具有用于进入浆料的进料口和用于喷出浆料的出料口，所述供料机构与所述进料口连通；所述第一涂布机构上的模头的出料口正对于所述第一真空吸附平台的表面，所述第二涂布机构上的模头的出料口正对于所述第二真空吸附平台的表面。
10.如权利要求1所述的卷对卷涂布设备，其特征在于，所述基材的宽度大于所述第一真空吸附平台和所述第二真空吸附平台的宽度。
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