一种人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统的制作方法

本实用新型涉及人造石墨膜技术领域，具体涉及一种人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统。

背景技术：

人造石墨膜是通过将高分子薄膜经过碳化、石墨化等工艺过程得到的一种高导热石墨膜。高分子薄膜在碳化、石墨化过程中，会使氢、氧、氮、硫等元素全部或大部分挥发掉，形成碳膜。

传统的制备方式采用片状烧制，首先将高分子薄膜切成片状，然后将石墨纸与高分子薄膜片材按一定比例叠放入炉内烧制，高分子薄膜转化成石墨膜。烧制完成后将石墨纸和石墨膜分拣，石墨纸可继续使用，石墨膜进入压延工序，由人工将石墨膜一片一片的放在PET载体上在压延机压辊上压延成中间产品。这种制备方式中后续模切工艺需要采取人工操作，而且压延工序需要严格控制石墨膜的片间距，对施工人员的要求较高。

用高分子薄膜采用卷状烧制来代替片状烧制，这是大多数厂家的共识，这种将方式提高了劳动生产率、降低生产原料成本、提高产品利用率。但是采用传统收卷方式进行卷绕，高分子薄膜烧制碳化、石墨化过程中，会经过收缩、膨胀变化阶段，高分子薄膜碳化后的收缩率达到80%左右。由于高分子薄膜层间无间隙或间隙非常小，阻碍薄膜自由伸缩，导致内层受到挤压变皱折，外层的碳膜超过弹性极限而断裂，这种方式原料浪费大，良品率低，产品长度非常有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统，以解决高分子薄膜采用传统收卷方式进行卷绕，碳化和石墨化后，内层出现褶皱、外层出现断裂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统，其特征在于：包括工作台面、设置在工作台面上的轴承座、以及设置在轴承座上的原料放卷机构、主转盘收放卷机构和控距薄膜收放卷机构；所述原料放卷机构和控距薄膜收放卷机构设置在主转盘收放卷机构的两侧；

所述原料放卷机构上设有原料薄膜，所述控距薄膜收放卷机构上设有控距薄膜，控距薄膜的宽幅为原料薄膜的宽幅的1/40～1/20；

第一驱动电机驱动主转盘收放卷机构，使原料薄膜和控距薄膜相间缠绕在主转盘收放卷机构上，完成放卷过程；第二驱动电机驱动控距薄膜收放卷机构，将控距薄膜从主转盘收放卷机构抽回至控距薄膜收放卷机构上，完成收卷过程。

优选地，所述原料放卷机构包括原料盘主轴、原料磁粉离合器和原料盘；

所述原料盘主轴竖直设置，其底部穿过轴承座和工作台面，并且与工作台面固定；

所述原料磁粉离合器设置在工作台面底部的原料盘主轴上；

所述原料盘设置在轴承座上方的原料盘主轴上；

所述原料盘上表面的原料盘主轴上设置有原料卷筒定位芯。

优选地，所述轴承座和原料盘之间的原料盘主轴上设置有原料盘高度调节螺母。

优选地，所述原料盘高度调节螺母上设置有原料盘锁紧轮。

优选地，所述主转盘收放卷机构包括主转盘收放卷主轴、主转盘同步带轮和主转盘收放料盘；

所述主转盘收放卷主轴竖直设置，其底部穿过轴承座和工作台面，并且与工作台面固定；

所述主转盘同步带轮设置在工作台面底部的原料盘主轴上，所述第一驱动电机设置在工作台面的底部，并且与主转盘同步带轮连接；

所述主转盘收放料盘设置在轴承座上方的主转盘收放卷主轴上；

所述主转盘收放料盘上表面的主转盘收放卷主轴上设置有收放料卷芯和收放料定位芯，所述收放料定位芯设置在收放料卷芯内，并且与收放料定位芯同心间隙配合设置；

所述收放料卷芯顶部设置有压紧收放料卷芯用的压盘，

所述压盘上方的主转盘收放卷主轴上设置有升降轮。

优选地，所述轴承座和主转盘收放料盘之间设置有主转盘高度调节螺母。

优选地，所述主转盘高度调节螺母上设置有主转盘定位块。

优选地，所述控距薄膜收放卷机构包括控距薄膜收放卷主轴、控距薄膜同步带轮和控距薄膜盘；

所述控距薄膜收放卷主轴竖直设置，其底部穿过轴承座和工作台面，并且与工作台面固定；

所述控距薄膜同步带轮设置在工作台面底部的控距薄膜收放卷主轴上，所述第二驱动电机设置在工作台面的底部，并且与控距薄膜同步带轮连接；

所述控距薄膜盘包括两个盘片，设置在轴承座上方的控距薄膜收放卷主轴上。

优选地，所述控距薄膜盘下表面的控距薄膜收放卷主轴上、以及控距薄膜盘上表面的控距薄膜收放卷主轴上均设置有控距薄膜盘定位块。

本实用新型的特点和有益效果为：

（1）本实用新型通过将原料薄膜和控距薄膜相间缠绕在收放料卷芯上，卷绕完成后，抽出控距薄膜，轻松实现控制卷状原料薄膜的层间距。避免原料薄膜在碳化和石墨化后，内层出现褶皱、外层出现断裂，保证了石墨膜的质量。

（2）本实用新型通过改变控距薄膜的厚度，调整卷状原料薄膜的层间距，以满足不同的工艺要求。

（3）利用本实用新型的方法制备的石墨膜是整卷连续的，没有片材间距，经济效益更好，并且产品在后续工艺中的利用率更高，适用性更广。

附图说明

图1为人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统的结构示意图。

图2为步骤六的施工示意图。

图3为图2的俯视结构示意图。

图4为步骤八的施工示意图。

图5为图4的俯视结构示意图。

图6为步骤九的施工示意图。

图7为图6的俯视结构示意图。

附图标记：1-原料放卷机构、11-原料盘主轴、12-原料盘锁紧轮、13-原料磁粉离合器、14-原料盘、15-高度调节螺母、16-原料卷筒定位芯、2-主转盘收放卷机构、21-主转盘收放卷主轴、22-压盘、23-主转盘同步带轮、24-主转盘收放料盘、25-主转盘高度调节螺母、26-收放料卷芯、27-主转盘定位块、28-收放料定位芯、29-升降轮、3-控距薄膜收放卷机构、31-控距薄膜收放卷主轴、32-控距薄膜同步带轮、33-控距薄膜盘、34-控距薄膜盘定位块、4-工作台面、5-第一驱动电机、6-第二驱动电机、7-轴承座、8-原料薄膜、9-控距薄膜、10-夹具。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步说明。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

如图1所示，一种人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统，包括工作台面（4）、设置在工作台面（4）上的轴承座（7）、以及设置在轴承座（7）上的原料放卷机构（1）、主转盘收放卷机构（2）和控距薄膜收放卷机构（3）。原料放卷机构（1）和控距薄膜收放卷机构（3）设置在主转盘收放卷机构（2）的两侧。原料放卷机构（1）上设有原料薄膜（8），控距薄膜收放卷机构（3）上设有控距薄膜（9），控距薄膜（9）的宽幅为原料薄膜（8）的宽幅的1/40～1/20。本实用新型中控距薄膜（9）的宽幅优选为原料薄膜（8）的宽幅的1/30。

第一驱动电机（5）驱动主转盘收放卷机构（2），使原料薄膜（8）和控距薄膜（9）相间缠绕在主转盘收放卷机构（2）上，完成放卷过程；第二驱动电机（6）驱动控距薄膜收放卷机构（3），将控距薄膜（9）从主转盘收放卷机构（2）抽回至控距薄膜收放卷机构（3）上，完成收卷过程。

原料放卷机构（1）包括原料盘主轴（11）、原料磁粉离合器（13）和原料盘（14）。原料盘主轴（11）选用T20丝杆轴，原料盘主轴（11）竖直设置，其底部穿过轴承座（7）和工作台面（4），并且与工作台面（4）固定。原料磁粉离合器（13）通过联轴器连接在工作台面（4）底部的原料盘主轴（11）上。原料盘（14）设置在轴承座（7）上方的原料盘主轴（11）上，用于放置待松卷的原料薄膜（8）。原料盘（14）上表面的原料盘主轴（11）上设置有原料卷筒定位芯（16），用于原料薄膜（8）卷筒内卷芯的定位。轴承座（7）和原料盘（14）之间的原料盘主轴（11）上设置有原料盘高度调节螺母（15），用于调节原料盘（14）的高度，使原料薄膜（8）的下边缘与主转盘收放料盘（24）的上表面平齐。原料盘高度调节螺母（15）上设置有原料盘锁紧轮（12），在原料薄膜（8）的下边缘与主转盘收放料盘（24）的上表面平齐后，旋转原料盘锁紧轮（12），锁紧原料盘（14）。

主转盘收放卷机构（2）包括主转盘收放卷主轴（21）、主转盘同步带轮（23）和主转盘收放料盘（24）。主转盘收放卷主轴（21）选用T20丝杆轴，主转盘收放卷主轴（21）竖直设置，其底部穿过轴承座（7）和工作台面（4），并且与工作台面（4）固定。主转盘同步带轮（23）设置在工作台面（4）底部的原料盘主轴（11）上，主转盘同步带轮（23）通过同步带与第一驱动电机（5）连接。第一驱动电机（5）通过电机支架安装在工作台面（4）的底部。主转盘收放料盘（24）设置在轴承座（7）上方的主转盘收放卷主轴（21）上，用于放置相间缠绕的原料薄膜（8）和控距薄膜（9）。主转盘收放料盘（24）上表面的主转盘收放卷主轴（21）上设置有收放料卷芯（26）和收放料定位芯（28），收放料定位芯（28）设置在收放料卷芯（26）内，并且与收放料定位芯（28）同心间隙配合设置。收放料卷芯（26）为一段空心管，原料薄膜（8）和控距薄膜（9）相间缠绕在收放料卷芯（26）外侧。收放料卷芯（26）顶部设置有压紧收放料卷芯（26）用的压盘（22）。压盘（22）上方的主转盘收放卷主轴（21）上设置有带T型螺母的升降轮（29）。旋转升降轮（29），使升降轮（29）下降并压紧压盘（22），进而使压盘（22）压紧收放料卷芯（26），从而增大收放料卷芯（26）与主转盘收放料盘（24）之间的摩擦力。轴承座（7）和主转盘收放料盘（24）之间设置有主转盘高度调节螺母（25）。用于调节主转盘收放料盘（24）的高度。主转盘高度调节螺母（25）上设置有主转盘定位块（27），在主转盘收放料盘（24）的高度调节好后，主转盘定位块（27）用于将主转盘高度调节螺母（25）固定，进而将主转盘收放料盘（24）固定。

控距薄膜收放卷机构（3）包括控距薄膜收放卷主轴（31）、控距薄膜同步带轮（32）和控距薄膜盘（33）。控距薄膜收放卷主轴（31）选用T20丝杆轴，控距薄膜收放卷主轴（31）竖直设置，其底部穿过轴承座（7）和工作台面（4），并且与工作台面（4）固定。控距薄膜同步带轮（32）设置在工作台面（4）底部的控距薄膜收放卷主轴（31）上，控距薄膜同步带轮（32）通过同步带与第二驱动电机（6）连接。第二驱动电机（6）通过电机支架安装在工作台面（4）的底部。控距薄膜盘（33）包括两个盘片，设置在轴承座（7）上方的控距薄膜收放卷主轴（31）上，控距薄膜（9）卷绕在两个盘片之间的控距薄膜收放卷主轴（31）上。控距薄膜盘（33）下表面的控距薄膜收放卷主轴（31）上、以及控距薄膜盘（33）上表面的控距薄膜收放卷主轴（31）上均设置有控距薄膜盘定位块（34），用于调节控距薄膜（9）的下边缘与主转盘收放料盘（24）平齐。

利用上述人造石墨膜前驱体的高分子薄膜松卷系统进行松卷的方法包括以下步骤：

步骤一、将原料薄膜（8）的卷筒套在原料卷筒定位芯（16）上，原料薄膜（8）的下边缘与原料盘（14）接触，原料薄膜（8）的一端固定在收放料卷芯（26）上。

步骤二、调节原料盘高度调节螺母（15）至原料薄膜（8）的下边缘与主转盘收放料盘（24）的上表面平齐，锁紧原料盘锁紧轮（12）。

步骤三、选取宽幅为原料薄膜（8）的1/40～1/20的薄膜作为控距薄膜（9）。本实施例中原料薄膜（8）的长度为200m，宽幅为150mm，控距薄膜（9）的长度优选为300m，宽幅优选为5mm。将控距薄膜（9）套在控距薄膜收放卷主轴（31）上，并且卡在控距薄膜盘（33）的两个盘片之间，控距薄膜（9）的一端固定在收放料卷芯（26）上，控距薄膜（9）与原料薄膜（8）交叠设置，并且控距薄膜（9）的下边缘与原料薄膜（8）的下边缘平齐。

步骤四、调节控距薄膜盘定位块（34）至控距薄膜（9）的下边缘与主转盘收放料盘（24）的上表面平齐。

步骤五、旋转升降轮（29），使升降轮（29）下降并压紧压盘（22），进而使压盘（22）压紧收放料卷芯（26）。

步骤六、启动第一驱动电机（5）和原料磁粉离合器（13），第一驱动电机（5）驱动主转盘同步带轮（23）转动，进而驱动主转盘收放卷主轴（21）转动，将原料薄膜（8）和控距薄膜（9）相间缠绕在收放料卷芯（26）上，原料磁粉离合器（13）控制原料薄膜（8）的张力。具体施工状态如图2和3所示。

步骤七、关闭第一驱动电机（5），旋转升降轮（29），使升降轮（29）的上边缘与原料薄膜（8）的上边缘平齐。

步骤八、用夹具（10）将原料薄膜（8）和升降轮（29）固定，继续旋转升降轮（29）至原料薄膜（8）的下边缘超出主转盘收放料盘（24）15mm，然后固定升降轮（29）；具体施工状态如图4和5所示。

步骤九、启动第二驱动电机（6），第二驱动电机（6）驱动控距薄膜同步带轮（32）转动，进而驱动控距薄膜收放卷主轴（31）转动，将控距薄膜（9）抽出。具体施工状态如图6和7所示。

步骤十、取下夹具（10），取出原料薄膜（8），完成原料薄膜（8）的松卷。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。