一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置的制作方法

1.本实用新型涉及石墨烯电热膜制备技术领域，具体涉及一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置。


背景技术：

2.石墨烯电热膜解决了普通碳晶电热膜的发热均匀度、耐久性、功率衰减等问题，是目前最理想的电热膜方案。现阶段普遍通过将石墨烯发热油墨凹版印刷在成膜物上而得到石墨烯电热膜，但由于制备的石墨烯发热油墨属于功能性油墨，印刷的厚薄对电阻的影响大，因此为减少电阻的偏差，只能使用高沸点溶剂以提高石墨烯发热油墨在印刷中的稳定性。其中，常用的高沸点溶剂有二价酸酯（沸点220℃，挥发速率0.007）、丙二醇甲醚乙酸酯（沸点145℃，挥发速率0.4）和乙二醇乙醚乙酸酯（沸点155℃，挥发速率0.2）。
3.石墨烯发热油墨印刷在成膜物上后通常需要烘干，鉴于油墨中含有高沸点溶剂，因此通常需要烘箱彻底烘干油墨层。如公开号为cn108000976a的专利文献就公开了一种石墨烯远红外电热膜自动化生产设备，其公开了涂布单元上方设置有第一烘箱，第一烘箱另一端的下方还设置有在线检测单元，在线检测单元一侧还设置有导电胶上胶机，对检测后的物料进行上胶，并将上胶后的物料再次传输至第二烘箱内，且第二烘箱的长度小于第一烘箱的长度，在再次烘干完成后，将物料传输至第二烘箱一侧的截留条自动放卷接料机内，并对物料进行处理。该技术可通过烘箱完成石墨烯远红外电热膜的烘干。实际上，现有的烘箱的加热方式通常为蒸汽加热、天然气加热或电加热，但蒸汽加热存在热效率低的技术问题，天然气加热存在着初始升温时间长达30分钟以上的技术问题，电加热存在着温度均匀性差的问题。并且该三种加热方式均需要加长烘箱的长度才能实现石墨烯远红外电热膜的有效烘干，也导致设备体积等较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，本实用新型通过采用远红外线加热技术并以面发热的方式实现石墨烯电热膜的烘干，相较于现有技术来说，烘干时的功率低、温度均匀、能量利用率高、节能性好及安全性高。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，其特征在于：包括烘箱，烘箱的进料端设有除尘过滤设备，烘箱的出料端分别设有废气环保处理设备和收卷设备，烘箱内的上部沿长度方向均匀固定有若干远红外线加热板，烘箱内的下部沿长度方向均匀设有若干用于支撑牵引石墨烯电热膜的导辊。
7.所述烘箱的内壁设有由镜面不锈钢制作的红外线反射面。
8.所述红外线反射面分别位于烘箱的上内壁、下内壁和两侧内壁。
9.所述废气环保处理设备包括废气集流腔、抽风机和废气处理器，废气集流腔固定
在煤箱的出料端，抽风机分别与废气集流腔和废气处理器连接。
10.所述远红外线加热板与导辊之间的垂直距离为10-15cm。
11.所述远红外线加热板分别通过支架固定在烘箱内，支架上设有安装槽，远红外线加热板固定在安装槽内。
12.所述支架包括不锈钢方管、不锈钢角铁和不锈钢槽钢，不锈钢方管对称固定在不锈钢角铁一面的上方，不锈钢槽钢对称固定在不锈钢角铁另一面的下部，安装槽由对称布置的不锈钢槽钢的凹槽形成，支架通过不锈钢方管固定在烘箱内。
13.所述不锈钢槽钢的两端分别设有用于对远红外线加热板进行限位的限位螺栓。
14.所述不锈钢方管的中部设有螺孔，不锈钢方管通过螺孔和螺栓与烘箱固定连接。
15.采用上述技术方案，本实用新型的有益技术效果是：
16.1、本实用新型相较于现有技术采用了均匀固定的若干远红外线加热板实现石墨烯电热膜的烘干，远红外线加热板为薄片状，体积小，可以减少整个烘箱的体积，节约成本。同时，不需要热交换和热循环设备，可大幅减少相应的设备投资成本，也减少了相应设备的耗能，节约能源。远红外线加热板在烘干时能够直接作用于石墨烯电热膜本身，而并不会大幅提升烘箱内的空气温度，即本实用新型并不是利用加热空气来烘干石墨烯电热膜的。并且，普通电热丝等电热加热源，由于温度高（通常在800℃以上），且油墨溶剂属于易燃液体，因而烘干时的安全风险大。而远红外线加热板为面发热，在加热时表面温度在300℃左右（着火的可能性低），因而相比线发热同等功率情况下本实用新型的功率更低、温度更均匀、能量利用率更高、节能性更好及安全性更高，同时，本实用新型还有利于降低烘箱的整体体积，进而减少设备的投资成本。
17.另外，由于石墨烯发热油墨中包含高沸点溶剂，而高沸点溶剂在烘干时将挥发至空气中，因此本实用新型通过除尘过滤设备和废气环保处理既能够持续地通过新鲜空气带走因溶剂挥发，又能够有效处理这些废气，不仅避免了环境污染，还有效地提高了烘干过程的环保性。由于远红外线加热板是直接作用于石墨烯电热膜本身进行烘干，不依赖空气加热烘干，因此该空气的流动并不影响石墨烯电热膜的有效烘干。
18.2、本实用新型在烘箱的上内壁、下内壁和两侧内壁均设有由镜面不锈钢制作的红外线反射面，通过红外线反射面可以反射红外线，即减少了内壁对红外线的吸收，减少了烘箱内的热量损失，同时由于多角度的反射、折射，提高了红外线在烘箱内的均匀度，提高了石墨烯电热膜受热的均匀性。
19.3、本实用新型采用废气集流腔、抽风机和废气处理器组合构成废气环保处理设备，直接利用废气处理设备吸走挥发的溶剂，中间不需要设置鼓风系统或微循环装置，减少鼓风系统的设备投资，同时避免了新鲜空气大量进入引起蒸发溶剂过度稀释处理困难，有利于废气处理的运行，节约处理费用，环保性提高。
20.4、本实用新型将远红外线加热板与导辊之间的垂直距离设为10-15cm，有利于达到最佳的烘干效果。
21.5、本实用新型在烘箱内设置了多个支架，并通过支架将各远红外线加热板固定在烘箱内，通过特定结构的支架固定远红外线加热板，一方面有利于将远红外线加热板稳定地固定在烘箱内，另一方面也便于各远红外线加热板的快速安装及后期检修维护。
附图说明
22.图1为本实用新型的主视结构示意图；
23.图2为本实用新型中烘箱的俯视结构示意图；
24.图3为本实用新型中支架的结构示意图。
25.图中标记为：1、烘箱，2、除尘过滤设备，3、收卷设备，4、废气集流腔，5、抽风机，6、废气处理器，7、远红外线加热板，8、导辊，9、支架，10、不锈钢方管，11、不锈钢角铁，12、不锈钢槽钢，13、安装槽，14、螺孔，15、石墨烯电热膜。
具体实施方式
26.实施例1
27.本实施例提供了一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，该装置主要是利用远红外线加热板7实现石墨烯电热膜15的有效烘干。如图1、2所示，其包括烘箱1，烘箱1优选为长方体结构，其长度大致为20-30米，在烘箱1内的上部沿长度方向均匀固定有若干远红外线加热板7，在烘箱1内的下部沿长度方向均匀设有若干用于支撑牵引石墨烯电热膜15的导辊8，远红外线加热板7与导辊8之间的垂直距离通常设置为10-15cm，但优选为10cm。若干远红外线加热板7烘箱1内既可排成一排，也可排成两排或多排，根据待烘干石墨烯电热膜15的宽度来确定。远红外线加热板7在烘干时的表面温度在300℃左右，通过若干远红外线加热板7能够直接将电能远红外辐射给石墨烯电热膜15进行烘干。
28.在烘箱1的进料端固定设有除尘过滤设备2，除尘过滤设备2为现有市售常规设备，用于过滤去除待进入烘箱1内部的空气中的灰尘等。在烘箱1的出料端分别设有废气环保处理设备和收卷设备3，收卷设备3用于与导轨配合，使待烘干的石墨烯电热膜15以平铺状态持续均匀地通过烘箱1。废气环保处理设备包括废气集流腔4、抽风机5和废气处理器6石墨烯电热膜15，废气集流腔4固定在煤箱的出料端，抽风机5分别与废气集流腔4和废气处理器6连接。废气集流腔4可为喇叭形结构，其口径较大的一端固定在烘箱1上，口径较小的一端与抽风机5连接。废气处理器6为市售常规设备，如光氧催化机xc-sb-13，由于石墨烯电热膜15中含有高沸点溶剂，在烘干过程中这些溶剂将挥发至烘箱1中，烘箱1中的空气被污染而形成废气，因而通过废气处理器6可有效处理废气，使得装置的环保性更好。
29.本实施例所述烘箱1另外还配备有温度控制系统，该系统主要由红外测温探头、多路温控器、三相电力调功器、导线等组成，根据烘箱1的长度，可设置3-4组不同的温度加热段，分别控制烘箱1不同段的恒定温度。
30.本实施例通过远红外直接辐射给被加热的石墨烯电热膜15，介质损耗小，经实际测试，烘箱1初始升温时间缩短至5分钟，大幅缩短初始升温时间，提高了生产效率和电能的利用率。空气吸收红外辐射的能力弱，使用远红外线加热可以大幅减少其热能的介质损耗。同时，石墨烯电热膜15使用的凹版油墨为高辐射系数的石墨烯发热油墨，对红外线的吸收效果好，进一步提高能量的利用率。综合来看，使用石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，相比普通加热管加热，节能30%左右。
31.实施例2
32.本实施例提供了一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，该装置与实施例1基本相同，主要区别在于：所述烘箱1的内壁设有由镜面不锈钢制作的红外线反射面（图中未示
出），由于烘箱1为长方体结构，因此为了达到更好的烘干效果，优选红外线反射面分别位于烘箱1的上内壁、下内壁和两侧内壁。
33.本实施例需要说明的是，烘箱1既可采用其他材料制成，再在烘箱1内壁设置镜面不锈钢以形成红外线反射面，也可直接采用镜面不锈钢制作烘箱1，以使烘箱1的内壁直接为红外线反射面。
34.实施例3
35.本实施例提供了一种石墨烯电热膜凹版印刷烘干装置，本实施例在实施例1或实施例2的基础上对远红外线加热板7的固定结构作了进一步限定。如图3所示，所述远红外线加热板7分别通过支架9固定在烘箱1内，支架9上设有安装槽13，远红外线加热板7固定在安装槽13内。其中，支架9包括不锈钢方管10、不锈钢角铁11和不锈钢槽钢12，不锈钢方管10、不锈钢角铁11和不锈钢槽钢12的数量均优选为两根，两根不锈钢方管10对称固定在两根不锈钢角铁11一面的上方，两根不锈钢槽钢12对称固定在两根不锈钢角铁11另一面的下部，由于不锈钢槽钢12本身具有凹槽，因此安装槽13由对称布置的两根不锈钢槽钢12的凹槽形成。为防止远红外线加热板7在安装槽13内晃动，本实施例优选在不锈钢槽钢12的两端分别设有用于对进行限位的限位螺栓。另外，不锈钢方管10的中部设有用于通过螺栓与烘箱1顶部横梁固定连接的螺孔14，支架9整体可通过不锈钢方管10固定在烘箱1内。
36.本实施例在实际安装时，可通过支架9快速地将远红外线加热板7固定在烘箱1内。
37.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。