CN115433917A - 一种主鼓组件及其应用的真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及真空卷绕镀膜设备的领域，尤其是涉及一种主鼓组件及其应用的真空镀膜设备。一种主鼓组件，包括双层主鼓，双层主鼓由内向外依次设有冷却层、气路层，气路层包括多个相互隔绝的空腔，空腔的长度方向平行于双层主鼓的轴向，空腔的至少一端与双层主鼓的外侧连通,双层主鼓外周面上开设有多个与空腔连通的出气孔。还涉及一种应用主鼓组件的真空镀膜设备，包括镀膜腔室，镀膜腔室内转动设置有相互平行的双层主鼓、放卷辊组及收卷辊组，镀膜腔室内还设有镀膜源，镀膜腔室侧壁开有多个向空腔通气的送气孔。本申请具有减少气体向镀膜腔室中逸散，降低真空抽气要求，节约能源的效果。

Description

一种主鼓组件及其应用的真空镀膜设备

技术领域

本申请涉及真空卷绕镀膜设备的领域，尤其是涉及一种主鼓组件及其应用的真空镀膜设备。

背景技术

真空镀膜设备用于在柔性基材表面通过真空卷绕镀膜技术镀制一层或多层薄膜，按工作原理可分为：蒸发卷绕镀膜、磁控溅射卷绕镀膜及组合式卷绕镀膜。由于上述镀膜方式均会使基材表面产生大量热量，为防止基材由于温度过高而起褶或烧坏，而造成镀膜效果不佳。常常使用具有冷却功能的镀膜鼓在镀膜过程中对基材进行冷却。而真空环境下热传递效率降低，所以采用向基材和镀膜鼓之间通气的方式来加强基材的冷却效率。

现有的可参考公布号为CN111455344A的专利文献，上述专利公开了一种镀膜设备，包括镀膜腔、镀膜鼓和通气组件。基材缠绕镀膜鼓上，通气组件设置在镀膜鼓上，通气组件用于将外部气体导入至镀膜鼓的内部并传输至卷绕在镀膜鼓表面的基材上，从而对基材进行冷却。

然而，由于镀膜鼓上方敞口处未卷绕基材，因此通入的气体容易从此处逸散到真空环境中。而镀膜过程对气压较为敏感，需要加大镀膜腔室的抽气力度才能保证镀膜所需的真空度，因而造成对能源的浪费。

发明内容

为了降低真空抽气要求，减少能源浪费，本申请提供一种主鼓组件及其应用的真空镀膜设备。

第一方面，本申请提供的一种主鼓组件采用如下的技术方案：

一种主鼓组件，包括圆筒状的双层主鼓，所述双层主鼓由内向外依次设有冷却层、气路层，所述气路层包括多个相互隔绝的空腔，所述空腔的长度方向平行于所述双层主鼓的轴向，所述空腔的至少一端与所述双层主鼓的外侧连通,所述双层主鼓外周面上开设有多个与所述空腔连通的出气孔。

通过采用上述技术方案，在使用该主鼓组件对基材进行镀膜及降温时，双层主鼓位于真空的镀膜腔室内，此时将双层主鼓与基材贴合部位的空腔与大气连通，或采用外部气源对双层主鼓与基材贴合部位的空腔进行供气。由于镀膜腔室为真空负压环境，从而能够将外部气体吸入双层主鼓的气路层中，气体穿过出气孔吹到基材表面，能够提高基材与冷却层之间的对流换热效率。由于每个空腔相互隔绝，双层主鼓未与基材贴合部位的空腔无法进气，因此气体不易从未与基材贴合部位的空腔散发至镀膜腔室内，从而降低了真空镀膜腔室的抽气要求，起到减少能源浪费的作用。

可选的，所述双层主鼓包括冷媒筒、气路筒，所述冷却层位于所述冷媒筒内，所述气路筒固定套设在所述冷媒筒的外侧，所述气路筒与所述冷媒筒之间连接有多个隔板，所述空腔由所述隔板分隔而成。

通过采用上述技术方案，在冷媒筒与气路筒之间设置多个隔板来形成多个封闭的空腔，以简便的方式实现了空腔的相互隔绝。

可选的，环绕所述冷却层的外周壁均匀设置多根通气管，所述空腔为所述通气管的内腔。

通过采用上述技术方案，设置多根通气管作为相互隔绝的空腔，加大了双层主鼓的表面积，以便开设更多的送气孔来提高出气效率。

可选的，所述双层主鼓外侧设有与所述双层主鼓端面贴合的混气罩，所述混气罩长度方向为弧形且内部中空，所述混气罩与所述主鼓端面贴合的一面沿开有用于连通空腔的进气槽，所述混气罩上开设有与大气连通的通孔，镀膜时所述双层主鼓相对所述混气罩转动。

通过采用上述技术方案，通孔将进气槽与大气连通，镀膜腔室内的负压能够将气体通过混气罩吸入连通的进气槽内，进而使气体更均匀的散布到气路层中。弧形的混气罩一侧开口，阻挡了气体进入未卷绕基材范围内的进气孔，减少了气体浪费。

可选的，所述通孔沿混气罩长度方向均匀布置多个。

通过采用上述技术方案，混气罩上开设多个通孔使进气槽各处进气更加均匀，进一步使得气路稳定畅通。

可选的，所述双层主鼓同轴穿设有筒状转轴，所述冷却层与所述转轴之间连通有冷媒管，所述冷媒管上设置有阀门。

通过采用上述技术方案，冷却层与外界通过冷媒管进行冷媒输送，而将冷媒管穿设于转轴内部，达到了便于传送冷媒的效果。

第二方面，本申请提供的一种应用上述主鼓组件的真空镀膜设备采用如下的技术方案：

一种应用主鼓组件的真空镀膜设备，包括镀膜腔室，所述镀膜腔室内转动设置有相互平行放卷辊组、收卷辊组，所述双层主鼓转动连接在所述镀膜腔室内，所述镀膜腔室内还设有镀膜源，所述镀膜源用于对卷绕在所述双层主鼓表面的基材进行镀膜，所述镀膜腔室侧壁开有送气槽，所述送气槽用于向所述双层主鼓卷绕基材范围内的所述空腔通气。

通过采用上述技术方案，负压的镀膜腔室产生吸力，外界空气从镀膜腔室侧壁的送气槽被吸入到对应连通的空腔内，紧接着散布到相互贴合的基材与主鼓组件之间，进而达到了对基材有效降温的目的。同时，由于送气槽位置的限制，只有靠近主鼓组件与基材贴合部位的空腔才能够与送气槽连通，进而减小了吸入的空气从主鼓组件裸露的出气孔散布到镀膜腔室中的可能性，此处所指的裸露的出气孔为主鼓组件未受到基材遮挡的出气孔。

上述技术方案通过镀膜腔室、主鼓组件的相互配合，达到了减小镀膜腔室抽气要求的目的，从而节省了能源。

第三方面，本申请提供的一种应用上述主鼓组件的真空镀膜设备采用如下的技术方案：

一种应用主鼓组件的真空镀膜设备，包括镀膜腔室，所述镀膜腔室内转动设置有相互平行放卷辊组、收卷辊组，所述双层主鼓转动连接在所述镀膜腔室内，所述镀膜腔室内还设有镀膜源，所述镀膜源用于对卷绕在所述双层主鼓表面的基材进行镀膜，所述镀膜腔室侧壁开有送气孔，所述送气孔用于向所述双层主鼓卷绕基材范围内的所述空腔通气，所述混气罩固定在所述镀膜腔室的侧壁。

通过采用上述技术方案，负压的镀膜腔室产生吸力，外界空气从镀膜腔室侧壁的送气孔被吸入到对应连通的空腔内，紧接着散布到相互贴合的基材与主鼓组件之间，进而达到了对基材有效降温的目的。由于每个空腔相互隔绝，使得双层主鼓未与基材贴合部位的空腔无法进气，因此气体不易从未与基材贴合部位的空腔散发至镀膜腔室内，从而降低了真空镀膜腔室的抽气要求，起到减少能源浪费的作用。

气体先由通孔进入混气罩内，之后再由进气孔进入到空腔，弧形的混气罩一侧开口，阻挡了气体进入未卷绕基材范围内的进气孔，减少了气体浪费。混气槽起到了暂存气体的作用，使得进气孔吸入放入气体更加均匀平稳。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将双层主鼓的气路层设计成相互隔绝的空腔，使得双层主鼓未与基材贴合部位的空腔无法进气，因此气体不易从未与基材贴合部位的空腔散发至镀膜腔室内，从而降低了镀膜腔室的抽气要求，起到了减少能源浪费的作用。

2.在真空镀膜设备中使用上述不带有混气罩的主鼓组件，外部气体直接由送气槽进入与大气连通的空腔中，以简洁的设备结构达到了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果。

3.在真空镀膜设备中使用上述带有混气罩的主鼓组件，弧形的混气罩一侧开口，阻挡了气体进入未卷绕基材范围内的进气孔，进一步减少了气体浪费，降低了镀膜腔室的真空抽气要求。

附图说明

图1是主鼓组件实施例1的结构示意图。

图2是主鼓组件实施例1的轴向剖视图。

图3是主鼓组件实施例1的空腔分布示意图。

图4是主鼓组件实施例1的混气罩结构示意图。

图5是主鼓组件实施例2的结构示意图。

图6是主鼓组件实施例3的结构示意图。

图7是主鼓组件实施例4的结构示意图。

图8是真空镀膜设备实施例1的结构示意图。

图9是图7的A-A剖视图。

图10是真空镀膜设备实施例2的轴向剖视图。

附图标记说明：

1、基材；2、主鼓组件；21、双层主鼓；211、冷却层；2111、冷媒筒；212、气路层；2121、隔板；2122、气路筒；213、出气孔；214、进气孔；215、空腔；216、通气管；22、转轴；24、混气罩；241、进气槽；242、通孔；25、冷媒管；251、阀门；3、镀膜腔室；31、送气孔；32、送气槽；33、输料口；4、放卷辊组；5、收卷辊组；6、导向辊；7、镀膜源。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种主鼓组件。

实施例1

参照图1、图2，主鼓组件2包括圆筒状的双层主鼓21,双层主鼓21内设有冷却层211，冷却层211的外壁为冷媒筒2111，冷媒筒2111外侧套设有气路筒2122，气路筒2122与冷媒筒2111之间环绕圆周均匀设置多个隔板2121，形成多个相互隔绝的空腔215，多个空腔215共同形成双层主鼓21的气路层212。双层主鼓21端面开设有多个进气孔214，并在双层主鼓21的外周面上开设多个出气孔213。

使用主鼓组件2对基材1进行镀膜及降温时，基材1卷绕在双层主鼓21表面，遮挡双层主鼓21未与基材1贴合部位的进气孔214，使对应的空腔215无法进气。由于每个空腔215相互隔绝，因此气体不易从未与基材1贴合部位的空腔215散发至真空镀膜腔室3内，从而降低了真空抽气要求，起到减少能源浪费的作用。

参照图2、图3，为了使进气更加均匀，密集的多个进气孔214呈圆周阵列分布在双层主鼓21端面。隔板2121的长度方向顺双层主鼓21轴向，且在气路层212沿圆周面均布设置。每个空腔215至少一端与进气孔214连通，优先选择在空腔215两端的双层主鼓21端面均开设进气孔214。为了使空腔215内的气体更加均匀，在双层主鼓21端面外侧设置连通大气和空腔215的混气罩24。

在进行镀膜及降温时，混气罩24、进气孔214、空腔215、出气孔213在双层主鼓21内部形成一条使气路层212与外部连通的气路，从而使得被吸入空腔215的气体更加均匀，由于混气罩24延长了气路，还可以使进气更加平稳畅通。

参照图4，混气罩24为一侧开口的弧形中空结构，在混气罩24贴合双层主鼓21的一面，沿长度方向开有进气槽241，进气槽241能够使气体在进入气路层212之前得到充分混合，从而使进入气路层212的气体更加均匀。同时，在混气罩24背离双层主鼓21的一面沿混气罩24的长度方向开有多个通孔242。

对基材1进行镀膜并冷却时，双层主鼓21相对于混气罩24转动，由于空腔215需要依靠混气罩24与外界连通，混气罩24仅使基材1卷绕范围内的空腔215与外界连通，使得双层主鼓21未卷绕基材1范围内的空腔215无法进气，从而使得从暴露的出气孔213中逸散到真空镀膜腔室3内的气体减少，到达了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果。

参照图2，双层主鼓21同轴穿设有筒状的转轴22，冷却层211靠近转轴22的一侧周壁上设有阀门251（图中未表示），阀门251上接有连通冷却层211内部的冷媒管25，阀门251用于控制冷媒管25的开闭，冷媒管25通过位于双层主鼓21中部的转轴22内部向冷却层211中输送冷媒。这种方式更加便于冷却层211与外界进行冷媒输送。

本申请实施例1一种主鼓组件的实施原理为：在真空的镀膜腔室3内，对基材11进行镀膜时，双层主鼓21相对于混气罩24转动。由于混气罩24未能覆盖所有的空腔215，只有当进气孔214旋转至与进气槽241连通的位置时，空腔215内才能吸入外部气体。而此时剩余的空腔215无法进气，从而使得从暴露的出气孔213中逸散到真空镀膜腔室3内的气体减少，到达了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果。将冷媒管25与阀门251接通，并将冷媒管251从转轴22一端口部穿出，连接到外部的冷媒源，打开阀门251从而向冷却层211中输送冷媒。

实施例2

实施例 2 与实施例 1 的区别在于由多根通气管216代替隔板2121，使气路层212形成多个空腔215。

参照图5，为了能够开设更多的出气孔213，从而进一步提高基材1的冷却效率。可以在冷却层211的外壁环绕圆周密布多根通气管216，用以增大双层主鼓21的表面积，表面积增大能够在间距不变时开设数量更多的出气孔213，从而提高热交换效率。

实施例3

实施例 3 与实施例 1 的区别在于双层主鼓21端面外侧不设置混气罩24。

参照图6，双层主鼓21端面外侧不设置混气罩24，直接将双层主鼓21端面贴合于镀膜腔室3内壁，在镀膜腔室3连接双层主鼓21的一侧开设送气孔31或是送气槽32，当在对基材1进行镀膜及冷却时，只有当进气孔214旋转至与送气孔31或是送气槽32连通时，空腔215内才能吸入外部气体。而此时剩余的空腔215无法进气，达到了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果，同时还能使主鼓组件2的结构更加简化。

实施例4

实施例 4与实施例 1 的区别在于出气孔213的形状不同。

参照图7，实施例4中出气孔213为长度方向沿双层主鼓21轴向的条形孔，出气孔213之间相互平行。

本申请实施例还公开一种应用主鼓组件的真空镀膜设备。

实施例1

参照图8、图9，真空镀膜设备包括镀膜腔室3、放卷辊组4、收卷辊组5、双层主鼓21组件2及镀膜源7，用于对柔性基材1进行卷绕镀膜。双层主鼓21与放卷辊组4及收卷辊组5相互平行，且均转动连接于镀膜腔室3内部。其中，镀膜源7位于双层主鼓21下方，正对基材1设置。

镀膜腔室3正对混气罩24的一侧沿混气罩24长度方向开有多个送气孔31，外部气体通过送气孔31进入混气罩24覆盖范围内的空腔215当中，而其余空腔215由于无法进气，使得从暴露的出气孔213向镀膜腔室3内逸散的气体减少，达到了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果。

参照图8，放卷辊组4和收卷辊组5以双层主鼓21圆心为轴，水平镜像于双层主鼓21两侧。在对基材1进行镀膜和冷却前，由收卷辊组5对基材1进行放卷，镀膜及冷却完毕的基材1再由收卷辊组5进行卷收。为了使基材1在双层主鼓21表面的卷绕面积加大，放卷辊组4和收卷辊组5中均包含多个导向辊6。

参照图9，为了使双层主鼓21进气更加通畅，选择在双层主鼓的两端均设置混气罩24，混气罩24与镀膜腔室3通过多个杆件焊接固定。混气罩24与双层主鼓21的端面贴合，混气罩24背离双层主鼓21的一侧开有通孔242。外部气体由通孔242进入混气罩24内，再由双层主鼓21端面的进气孔214进入空腔215当中。

参照图9，主鼓组件2的转轴22转动连接于镀膜腔室3内壁，为了向冷却层211内进行冷媒传输，镀膜腔室3内壁还开设有用于穿设冷媒管25的输料口33。

本申请实施例1一种应用主鼓组件的真空镀膜设备的实施原理为：首先将镀膜腔室3内空气抽出，使镀膜腔室3内达到镀膜所需的真空度。放卷辊组4、双层主鼓21、收卷辊组5同方向转动，使得卷绕在放卷辊组4上的柔性基材1经过双层主鼓21向收卷辊组5方向进行传动。在镀膜源7对基材1表面进行镀膜的同时双层主鼓21还对基材1进行降温。

负压环境使得外部气体由通孔242被吸入混气罩24内，然后再由进气孔214进入到混气罩24覆盖范围内的空腔215当中，而其余空腔215由于无法进气，使得从暴露的出气孔213向镀膜腔室3内逸散的气体减少。从而达到了降低真空抽气要求，减少能源浪费的效果。

实施例2

实施例 2 与实施例 1 的区别在于双层主鼓21端面外侧不设置混气罩24。

参照图10，取消混气罩24的设置，将双层主鼓21两端端面贴合于镀膜腔室3内壁，弧形的送气槽32直接将自身范围内的空腔215与外部连通。取消混气罩24能使真空镀膜设备更加简化。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种主鼓组件，其特征在于：包括圆筒状的双层主鼓(21)，所述双层主鼓(21)由内向外依次设有冷却层(211)、气路层(212)，所述气路层(212)包括多个相互隔绝的空腔(215)，所述空腔(215)的长度方向平行于所述双层主鼓(21)的轴向，所述空腔(215)的至少一端与所述双层主鼓(21)的外侧连通,所述双层主鼓(21)外周面上开设有多个与所述空腔(215)连通的出气孔(213)。

2.根据权利要求1所述的主鼓组件，其特征在于：所述双层主鼓(21)包括冷媒筒(2111)、气路筒(2122)，所述冷却层(211)位于所述冷媒筒(2111)内，所述气路筒(2122)固定套设在所述冷媒筒(2111)的外侧，所述气路筒(2122)与所述冷媒筒(2111)之间连接有多个隔板(2121)，所述空腔(215)由所述隔板(2121)分隔而成。

3.根据权利要求1所述的主鼓组件，其特征在于：环绕所述冷却层(211)的外周壁均匀设置多根通气管(216)，所述空腔(215)为所述通气管(216)的内腔。

4.根据权利要求1所述的主鼓组件，其特征在于：所述双层主鼓(21)外侧设有与所述双层主鼓(21)端面贴合的混气罩(24)，所述混气罩(24)长度方向为弧形且内部中空，所述混气罩(24)与所述主鼓端面贴合的一面沿开有用于连通空腔(215)的进气槽(241)，所述混气罩(24)上开设有与大气连通的通孔(242)，镀膜时所述双层主鼓(21)相对所述混气罩(24)转动。

5.根据权利要求4所述的主鼓组件，其特征在于：所述通孔(242)沿混气罩(24)长度方向均匀布置多个。

6.根据权利要求1所述的主鼓组件，其特征在于：所述双层主鼓(21)同轴穿设有筒状转轴(22)，所述冷却层（211）与所述转轴(22)之间连通有冷媒管(25)，所述冷媒管(25)上设置有阀门（251）。

7.一种应用权利要求1-3、6中任一项所述的主鼓组件的真空镀膜设备，其特征在于：包括镀膜腔室(3)，所述镀膜腔室(3)内转动设置有相互平行放卷辊组(4)、收卷辊组(5)，所述双层主鼓(21)转动连接在所述镀膜腔室(3)内，所述镀膜腔室(3)内还设有镀膜源(7)，所述镀膜源(7)用于对卷绕在所述双层主鼓(21)表面的基材(1)进行镀膜，所述镀膜腔室(3)侧壁开有送气槽(32)，所述送气槽(32)用于向所述双层主鼓(21)卷绕基材(1)范围内的所述空腔(215)通气。

8.一种应用权利要求4或5所述的主鼓组件的真空镀膜设备，其特征在于：包括镀膜腔室(3)，所述镀膜腔室(3)内转动设置有相互平行放卷辊组(4)、收卷辊组(5)，所述双层主鼓(21)转动连接在所述镀膜腔室(3)内，所述镀膜腔室(3)内还设有镀膜源(7)，所述镀膜源(7)用于对卷绕在所述双层主鼓(21)表面的基材(1)进行镀膜，所述镀膜腔室(3)侧壁开有送气孔(31)，所述送气孔(31)用于向所述双层主鼓(21)卷绕基材(1)范围内的所述空腔(215)通气，所述混气罩(24)固定连接在所述镀膜腔室(3)的侧壁。

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