CN114024011A - 一种mea产品辊刀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种MEA产品辊刀工艺,其通过若干辊刀将膜电极产品通过一条产线组装而成,确保了产品对位可靠,且保证了生产效率,保证了良品率。其包括如下步骤:a通过第一组辊刀冲切出阴极胶框的形状;b将阴极GDL气体扩散物料卷复合于阴极胶框的下表面,并通过上部的第四辊刀冲切出阴极GDL气体扩散层的形状;c将阴极PEN料卷通过上部的第一独立导向辊组和第二辊刀组形成对应于阴极GDL气体扩散层的镂空区域,并将阴极PEN料卷复合于阴极胶框的上表面;d将双层设置有印刷层PEM质子交换膜的通过上部的第二独立导向辊组、第七辊刀形成对应形状的PEM质子交换膜,并将PEM质子交换膜的下层CL层复合于阴极PEN料卷的上层。
Description
技术领域
本发明涉及膜电极产品制作的技术领域,具体为一种MEA产品辊刀工艺。
背景技术
膜电极产品(简称MEA产品)的结构爆炸图,见图16,其包括阳极部分、PEM质子交换膜、阴极部分,其中阳极部分、阴极部分均包括有热熔胶边框(简称PEN边框)、胶水框、GDL气体扩散层,PEM质子交换膜的上表面和下表面均印刷有对应的CL层,现有技术在制作膜电极时,需要分别通过独立产线制作阳极部分、阴极部分,然后再和双层印刷有CL层的PEM质子交换膜复合,在这个过程中,由于不在同一产线上作业,需要进行若干转运和对位工序,使得生产效率低下,且对位易产生误差,进而使得不良率较高。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种MEA产品辊刀工艺,其通过若干辊刀将膜电极产品通过一条产线组装而成,确保了产品对位可靠,且保证了生产效率,保证了良品率。
一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于,其包括如下步骤:
a通过第一组辊刀冲切出阴极胶框的形状;
b将阴极GDL气体扩散物料卷复合于阴极胶框的下表面,并通过上部的第四辊刀冲切出阴极GDL气体扩散层的形状;
c将阴极PEN料卷通过上部的第一独立导向辊组和第二辊刀组形成对应于阴极GDL气体扩散层的镂空区域,并将阴极PEN料卷复合于阴极胶框的上表面;
d将双层设置有印刷层PEM质子交换膜的通过上部的第二独立导向辊组、第七辊刀形成对应形状的PEM质子交换膜,并将PEM质子交换膜的下层CL层复合于阴极PEN料卷的上层;
e将阳极PEN料卷通过上部的第三独立导向辊组和第三辊刀组形成对应于阳极GDL气体扩散层的镂空区域,并将阳极PEN料卷复合于PEM质子交换膜的上层CL层的上表面,同时阳极PEN料卷和阴极PEN卷料对位复合;
f通过第十辊刀冲压出阳极PEN料卷、阴极PEN卷料所对应的阳极PEN边框、阴极PEN边框;
g通过位于上层的第四独立导向辊组、第四辊刀组冲切出阳极胶框的形状,并将阳极胶框复合于阳极PEN边框的上表面;
h通过位于产线上方的第十四辊刀冲切出阳极GDL气体扩散物料卷所对应的阳极GDL气体扩散层的形状,并将阳极GDL气体扩散层复合于产线上的阳极胶框的上表面。
其进一步特征在于:
步骤a中,第一组辊刀包括第一辊刀、第二辊刀、第三辊刀,其通过两条间隔的第一PSA胶条通过第一辊刀冲切出阴极胶框的两侧边条,然后通过第二辊刀跳切第一双面胶条,使得第一双面胶条间隔覆盖住PSA边条的两端,同时通过第三辊刀将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阴极胶框;
步骤a中第一双面胶条通过位于产线上方的辊组进行跳步冲切作业;
步骤b中阴极GDL气体扩散层的面域大于阴极胶框的面域,故第四辊刀自上而下冲切完成、不会冲切刀阴极胶框;
步骤c中,第二辊刀组包括第五辊刀、第六辊刀,第一独立导向辊组包括阴极PEN料卷入料辊,阴极PEN料卷入料辊带动阴极PEN料卷自后而前通过第五辊刀、第六辊刀,然后和阴极胶框的上表面复合作业,其中第五辊刀用于冲切,第六辊刀用于排废作业;
步骤d中,带有双层印刷层的PEM质子交换膜通过第二独立导向辊组输送,并通过第七辊刀形成对应形状的PEM质子交换膜,PEM质子交换膜的下层底膜排废后PEM质子交换膜的下层CL层复合于阴极PEN料卷的上层;
步骤e中,第三辊刀组包括第八辊刀、第九辊刀,第三独立导向辊组包括阳极PEN料卷入料辊,阳极PEN料卷入料辊带动阳极PEN料卷自后而前通过第八辊刀、第九辊刀,然后和PEM质子交换膜的上层CL层上表面复合作业,其中第八辊刀用于冲切,第九辊刀用于排废作业;
步骤g中,第四独立导向辊组包括第一上层辊组、第二上层辊组,所述第四辊刀组包括第十一辊刀、第十二辊刀、第十三辊刀,所述第二上层辊组位于第一上层辊组的上部,第一上层辊组位于产线上的辊组的对应位置的上部,所述第一上层辊组包括第二PSA胶条入料辊,第二PSA胶条入料辊带动第二PSA胶条自后而前送料,通过第十一辊刀冲切出阳极胶框的两侧边条,第二上层辊组位于第二PSA胶条输送的相对前方的中部,所述第二上层辊组通过第十二辊刀、用于跳切输送第二双面胶条,使得第二双面胶条间隔覆盖住第二PSA边条的两端,同时位于第一上层辊组相对前部的第十三辊刀将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阳极胶框,最后阳极胶框输送至产线上、将阳极胶框复合于阳极PEN边框的上表面;
步骤a和步骤g中通过两卷条状PSA胶条进行两侧边条的处理,使得节约原材料,且步骤a和步骤g中双面胶条通过跳切复合在PSA边条的长度两端,进一步节约了原料;
步骤d中,PEM质子交换膜的膜面设置印刷料,之后通过加热器件将印刷料透过对应的空隙后,使得PEM质子交换膜的双面均设置有印刷层,其节约了外部生产工序。
采用上述技术方案后,其通过若干辊刀将膜电极产品通过一条产线组装而成,确保了产品对位可靠,且保证了生产效率,保证了良品率。
附图说明
图1为本发明工艺的流程示意简图(左段);
图2为本发明工艺的流程示意简图(中段);
图3为本发明工艺的流程示意简图(右段);
图4为第一辊刀展开图;
图5为第二辊刀展开图;
图6为第三辊刀展开图;
图7为第四辊刀展开图;
图8为第五辊刀展开图;
图9为第六辊刀展开图;
图10为第七辊刀展开图;
图11为第八辊刀展开图;
图12为第九辊刀展开图;
图13为第十辊刀展开图;
图14为第十一辊刀展开图;
图15为第十二辊刀展开图;
图16为第十三辊刀展开图;
图17为第十四辊刀展开图;
图18为本发明所对应的产品的爆炸图;
图中序号所对应的名称如下:
阴极GDL气体扩散层1、阴极胶框2、阴极PEN边框3、PEM质子交换膜4、下层CL层41、上层CL层42、阳极PEN边框5、阳极胶框6、阳极GDL气体扩散层7;
阴极GDL气体扩散物料卷10、阴极PEN料卷20、阳极PEN料卷30、第一PSA胶条40、第一双面胶条50、第二PSA胶条60、第二双面胶条70、阳极GDL气体扩散物料卷80、PEM质子交换膜卷料90、加热器件100;
第一辊刀T1、第二辊刀T2、第三辊刀T3、第四辊刀T4、第五辊刀T5、第六辊刀T6、第七辊刀T7、第八辊刀T8、第九辊刀T9、第十辊刀T10、第十一辊刀T11、第十二辊刀T12、第十三辊刀T13、第十四辊刀T14。
具体实施方式
一种MEA产品辊刀工艺,见图1-图18,其包括如下步骤:
a通过第一组辊刀冲切出阴极胶框2的形状;
b将阴极GDL气体扩散物料卷10复合于阴极胶框2的下表面,并通过上部的第四辊刀T4冲切出阴极GDL气体扩散层1的形状;
c将阴极PEN料卷20通过上部的第一独立导向辊组和第二辊刀组形成对应于阴极GDL气体扩散层1的镂空区域,并将阴极PEN料卷20复合于阴极胶框2的上表面;
d将双层设置有印刷层的PEM质子交换膜卷料90通过上部的第二独立导向辊组、第七辊刀T7形成对应形状的PEM质子交换膜4,并将PEM质子交换膜4的下层CL层41复合于阴极PEN料卷20的上层;
e将阳极PEN料卷30通过上部的第三独立导向辊组和第三辊刀组形成对应于阳极GDL气体扩散层7的镂空区域,并将阳极PEN料卷30复合于PEM质子交换膜4的上层CL层42的上表面,同时阳极PEN料卷30和阴极PEN卷料20对位复合;
f通过第十辊刀T7冲压出阳极PEN料卷30、阴极PEN卷料20所对应的阳极PEN边框5、阴极PEN边框3;
g通过位于上层的第四独立导向辊组、第四辊刀组冲切出阳极胶框6的形状,并将阳极胶框6复合于阳极PEN边框5的上表面;
h通过位于产线上方的第十四辊刀T14冲切出阳极GDL气体扩散物料卷80所对应的阳极GDL气体扩散层7的形状,并将阳极GDL气体扩散层7复合于产线上的阳极胶框6的上表面。
具体实施时:
步骤a中,第一组辊刀包括第一辊刀T1、第二辊刀T2、第三辊刀T3,其通过两条间隔的第一PSA胶条40通过第一辊刀T1冲切出阴极胶框2的两侧边条,然后通过第二辊刀T2跳切第一双面胶条50,使得第一双面胶条50间隔覆盖住PSA边条的两端,同时通过第三辊刀T3将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阴极胶框2;
步骤a中第一双面胶条50通过位于产线上方的辊组进行跳步冲切作业;
步骤b中阴极GDL气体扩散层1的面域大于阴极胶框2的面域,故第四辊刀T4自上而下冲切完成、不会冲切刀阴极胶框;
步骤c中,第二辊刀组包括第五辊刀T5、第六辊刀T6,第一独立导向辊组包括阴极PEN料卷入料辊,阴极PEN料卷入料辊带动阴极PEN料卷20自后而前通过第五辊刀T5、第六辊刀T6,然后和阴极胶框2的上表面复合作业,其中第五辊刀T5用于冲切,第六辊刀T6用于排废作业;
步骤d中,带有双层印刷层的PEM质子交换膜4通过第二独立导向辊组输送,并通过第七辊刀T7形成对应形状的PEM质子交换膜4,PEM质子交换膜的下层底膜排废后PEM质子交换膜4的下层CL层41复合于阴极PEN料卷20的上层;
步骤e中,第三辊刀组包括第八辊刀T8、第九辊刀T9,第三独立导向辊组包括阳极PEN料卷入料辊,阳极PEN料卷入料辊带动阳极PEN料卷30自后而前通过第八辊刀T8、第九辊刀T9,然后和PEM质子交换膜4的上层CL层42上表面复合作业,其中第八辊刀T8用于冲切,第九辊刀T9用于排废作业;
步骤g中,第四独立导向辊组包括第一上层辊组、第二上层辊组,第四辊刀组包括第十一辊刀T11、第十二辊刀T12、第十三辊刀T13,第二上层辊组位于第一上层辊组的上部,第一上层辊组位于产线上的辊组的对应位置的上部,第一上层辊组包括第二PSA胶条入料辊,第二PSA胶条入料辊带动第二PSA胶条60自后而前送料,通过第十一辊刀T11冲切出阳极胶框6的两侧边条,第二上层辊组位于第二PSA胶条60输送的相对前方的中部,第二上层辊组通过第十二辊刀T12、用于跳切输送第二双面胶条70,使得第二双面胶条70间隔覆盖住第二PSA边条的两端,同时位于第一上层辊组相对前部的第十三辊刀T13将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阳极胶框6,最后阳极胶框6输送至产线上、将阳极胶框6复合于阳极PEN边框5的上表面;
步骤a和步骤g中通过两卷条状PSA胶条进行两侧边条的处理,使得节约原材料,且步骤a和步骤g中双面胶条通过跳切复合在PSA边条的长度两端,进一步节约了原料;
步骤d中,PEM质子交换膜4的膜面设置印刷料,之后通过加热器件100将印刷料透过对应的空隙后,使得PEM质子交换膜4的双面均设置有印刷层,其节约了外部生产工序。
图中所工作辊下方的序号1-40为对应的辊组编号,确保顺利放置卷料。
其通过若干辊刀将膜电极产品通过一条产线卷料复合组装而成,确保了产品对位可靠,且保证了生产效率,保证了良品率。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于,其包括如下步骤:
a通过第一组辊刀冲切出阴极胶框的形状;
b将阴极GDL气体扩散物料卷复合于阴极胶框的下表面,并通过上部的第四辊刀冲切出阴极GDL气体扩散层的形状;
c将阴极PEN料卷通过上部的第一独立导向辊组和第二辊刀组形成对应于阴极GDL气体扩散层的镂空区域,并将阴极PEN料卷复合于阴极胶框的上表面;
d将双层设置有印刷层PEM质子交换膜的通过上部的第二独立导向辊组、第七辊刀形成对应形状的PEM质子交换膜,并将PEM质子交换膜的下层CL层复合于阴极PEN料卷的上层;
e将阳极PEN料卷通过上部的第三独立导向辊组和第三辊刀组形成对应于阳极GDL气体扩散层的镂空区域,并将阳极PEN料卷复合于PEM质子交换膜的上层CL层的上表面,同时阳极PEN料卷和阴极PEN卷料对位复合;
f通过第十辊刀冲压出阳极PEN料卷、阴极PEN卷料所对应的阳极PEN边框、阴极PEN边框;
g通过位于上层的第四独立导向辊组、第四辊刀组冲切出阳极胶框的形状,并将阳极胶框复合于阳极PEN边框的上表面;
h通过位于产线上方的第十四辊刀冲切出阳极GDL气体扩散物料卷所对应的阳极GDL气体扩散层的形状,并将阳极GDL气体扩散层复合于产线上的阳极胶框的上表面。
2.如权利要求1所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤a中,第一组辊刀包括第一辊刀、第二辊刀、第三辊刀,其通过两条间隔的第一PSA胶条通过第一辊刀冲切出阴极胶框的两侧边条,然后通过第二辊刀跳切第一双面胶条,使得第一双面胶条间隔覆盖住PSA边条的两端,同时通过第三辊刀将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阴极胶框。
3.如权利要求2所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤a中第一双面胶条通过位于产线上方的辊组进行跳步冲切作业。
4.如权利要求1所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤b中阴极GDL气体扩散层的面域大于阴极胶框的面域,故第四辊刀自上而下冲切完成、不会冲切刀阴极胶框。
5.如权利要求1所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤c中,第二辊刀组包括第五辊刀、第六辊刀,第一独立导向辊组包括阴极PEN料卷入料辊,阴极PEN料卷入料辊带动阴极PEN料卷自后而前通过第五辊刀、第六辊刀,然后和阴极胶框的上表面复合作业,其中第五辊刀用于冲切,第六辊刀用于排废作业。
6.如权利要求1所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤d中,带有双层印刷层的PEM质子交换膜通过第二独立导向辊组输送,并通过第七辊刀形成对应形状的PEM质子交换膜,PEM质子交换膜的下层底膜排废后PEM质子交换膜的下层CL层复合于阴极PEN料卷的上层。
7.如权利要求1所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤e中,第三辊刀组包括第八辊刀、第九辊刀,第三独立导向辊组包括阳极PEN料卷入料辊,阳极PEN料卷入料辊带动阳极PEN料卷自后而前通过第八辊刀、第九辊刀,然后和PEM质子交换膜的上层CL层上表面复合作业,其中第八辊刀用于冲切,第九辊刀用于排废作业。
8.如权利要求2所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤g中,第四独立导向辊组包括第一上层辊组、第二上层辊组,所述第四辊刀组包括第十一辊刀、第十二辊刀、第十三辊刀,所述第二上层辊组位于第一上层辊组的上部,第一上层辊组位于产线上的辊组的对应位置的上部,所述第一上层辊组包括第二PSA胶条入料辊,第二PSA胶条入料辊带动第二PSA胶条自后而前送料,通过第十一辊刀冲切出阳极胶框的两侧边条,第二上层辊组位于第二PSA胶条输送的相对前方的中部,所述第二上层辊组通过第十二辊刀、用于跳切输送第二双面胶条,使得第二双面胶条间隔覆盖住第二PSA边条的两端,同时位于第一上层辊组相对前部的第十三辊刀将两端的双面胶条冲切出对应的形状,使得两侧的PSA边条和两端的双面胶条组合形成阳极胶框,最后阳极胶框输送至产线上、将阳极胶框复合于阳极PEN边框的上表面。
9.如权利要求8所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤a和步骤g中通过两卷条状PSA胶条进行两侧边条的处理,使得节约原材料,且步骤a和步骤g中双面胶条通过跳切复合在PSA边条的长度两端,进一步节约了原料。
10.如权利要求6所述的一种MEA产品辊刀工艺,其特征在于:步骤d中,PEM质子交换膜的膜面设置印刷料,之后通过加热器件将印刷料透过对应的空隙后,使得PEM质子交换膜的双面均设置有印刷层,其节约了外部生产工序。
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