一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统的制作方法

本技术涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种分布驱动的卷绕真空镀膜系统。

背景技术：

1、柔性薄膜基底材料的选择多种多样，市场上应用广泛的有pc、pi、pvc、pmma、pet等等，这些材料会受温度升高影响而产生热应力，从而改变其形状，且随着温升增加而变形加剧，而较薄的基膜的热应力形变会更加明显。由于在真空镀膜过程中产生大量热能并且集聚在一起，因此常规采用冷却辊来使柔性薄膜基材的温度下降，维持柔性薄膜基材的性能，在卷绕镀膜过程中不发生断裂等受损现场，常规真空镀膜设备中采用1-2个冷却辊(如图1和图2)，图1为常规单面真空镀膜设备，图2为常规双面真空镀膜设备，但是常规的真空镀膜设备由于冷却面积有限，冷却效果一般，因此目前常规的卷绕镀膜机只能镀厚度在50nm至200nm之间的常规柔性基膜。

2、近年来，随着新能源动力电池需求的迅猛发展，对在厚度小于10微米的超薄柔性基膜上制备较厚膜层的需求日益体现。在对这类超薄柔性基膜进行蒸发镀膜时，基膜很容易在较高的镀膜加热环境温度中发生变形褶皱，甚至会因为形变过度而导致薄膜基膜断裂，严重影响生产效率和产品质量，因此超薄柔性基膜需要采用更优的冷却方案进行冷却；再者，常规镀膜厚度在几十纳米到几百纳米，目前对于镀膜厚度的要求逐步增加，镀膜厚度需求增加到几百纳米到上千纳米，镀膜厚度增加，镀膜时间会相应增长，采用少量冷却辊(1-2个)就无法达到所需的冷却效果。

3、由于冷却辊为动力辊，因此如果多个冷却辊采用相同的速度运动，则不能启到一定的动力效果，柔性基材的传动会受到一定的影响，如果柔性基材在冷却辊上较松，则起不到较好的冷却效果，如果柔性基材在冷却辊上较紧，则容易断裂，因此如果控制柔性基材的运转状态极为重要。

4、因此，目前需要寻找一种能够满足市场需求的冷却效果好、镀膜厚度增加的驱动卷绕系统，以生产出在超薄柔性基材上镀较厚膜层的产品。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于寻找一种能够使冷却效果提升、镀膜厚度增加的柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统。

2、本实用新型提供了一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，包括放卷辊、前处理辊组、镀膜系统以及收卷辊，其特征在于，所述镀膜系统包括至少一个镀膜装置单元，所述镀膜装置单元包括冷却辊组，所述镀膜系统由至少4个冷却辊组成，各个所述冷却辊被各自独立的分布式动力装置驱动，按照柔性基材行进方向的任意相邻两个冷却辊分别为前冷却辊和后冷却辊，所述后冷却辊的转动线速度大于或等于所述前冷却辊的转动线速度，用以驱动所述柔性基材的行进，使所述柔性基材不会太松，能够紧密环绕在所述冷区辊组上，起到较好的冷却效果；所述柔性基材也不会太紧，不会造成所述柔性基材的断裂。

3、进一步地，所述镀膜装置单元为磁控溅射镀膜装置或蒸发镀膜装置或电弧镀膜装置。即所述镀膜装置可以包括磁控溅射镀膜装置单元或蒸发镀膜装置单元或电弧镀膜装置单元中的一种或多种的组合。

4、进一步地，所述冷却辊组中的各冷却辊之间还布置有导向辊和/或展平辊，所述导向辊和/或所述展平辊的布置可以实施所述柔性基材的a面单面镀膜或a、b双面镀膜。也就是说当需要对柔性基材进行a面单面镀膜时，所述导向辊和/或所述展平辊不会对所述柔性基材起到翻面的作用；当需要对柔性基材进行a、b双面镀膜时，所述导向辊和/或所述展平辊会对所述柔性基材起到翻面的作用。

5、进一步地，对所述柔性基材进行a面、b双面镀膜时，沿所述柔性基材沿行进方向前进，利用所述冷却辊、所述导向辊和/或所述展平辊对所述柔性基材的被镀面进行一次或一次以上的翻面调整，翻面的次数根据镀膜的具体需求进行确定，多次翻面镀膜可以增加镀膜膜层的厚度，最终得到较厚的膜层厚度。

6、进一步地，所述柔性基材经过至少一个冷却辊后进行所述被镀面的翻面，即所述柔性基材沿一个或多个所述冷却辊行进后进行翻面，经过的所述冷却辊数量越多，冷却效果越好，也可以使所镀膜层的厚度越厚。

7、优选地，所述柔性基材进行单次或多次a面、b面交替镀膜，即所述柔性基材可以先通过冷却辊组进行a面镀膜，然后通过所述导向辊和/或所述展平辊对所述柔性基材进行翻面，然后通过冷却辊组进行b面镀膜，上述过程可以为单次，也可以为多次，即镀膜过程为a面-b面、a面-b面-a面-b面……。

8、进一步地，所述分布式动力装置为可进行调速控制的电机系统，所述电机系统设有减速装置，对所述冷却辊的速度控制更加精准。

9、优选地，所述电机系统具备扭矩测量功能或与扭矩相关的驱动电流反馈功能，通过测量值或者反馈值可以对所述冷却辊转动的扭矩进行判断。

10、优选地，设置所述扭矩或所述扭矩电流安全控制值为s，调节所述前冷却辊和所述后冷却辊分别对应的分布式动力装置的转速，使所述扭矩或与所述扭矩相关的驱动电流控制在s±20％的范围内。通过上述控制手段，可以调节所述前冷却辊和所述后冷却辊的转动线速度，在正常情况下所述后冷却辊的转动线速度大于或等于所述前冷却辊的转动线速度，最终使所述柔性基材的行进速度、基材张力在安全有效的运行范围内。

11、优选地，所述扭矩或与所述扭矩相关的驱动电流控制在s±10％范围内，控制范围更加精准，对于柔性基材的适应性更好。

12、进一步地，所述导向辊或展平辊布置在相邻所述冷却辊间隔缝隙的斜后方，远离所述镀膜装置单元的蒸发靶源或溅射靶源或电弧靶源，即所述导向辊或展平辊上基本上不会有所述蒸发靶源、溅射靶源或电弧靶源发出的粒子。

13、优选地，所述冷却辊组中的各冷却辊可竖向、横向或圆弧形布置，布置方式可以根据使用需求进行选择调整。

14、进一步地，所述相邻冷却辊的间隔小于50毫米。

15、优选地，所述各相邻冷却辊等间隔布置。

16、由以上技术方案可知，本申请中的柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，通过设置多个冷却辊，并精准控制各个冷却辊的线速度，保持柔性基材能够安全、匀速行进，张力稳定、基材与冷却辊紧密接触冷却效果好，能够在超薄的柔性基材表面进行较厚的镀膜，解决了镀膜厚度增加时冷却能力不足以及采用多个冷却辊时柔性基材的行进速度控制不好导致的冷却效果不佳或易断裂的问题，能够满足柔性基材单面、双面多种较厚膜层的镀膜。

技术特征：

1.一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，包括放卷辊、前处理辊组、镀膜系统以及收卷辊，其特征在于，所述镀膜系统包括至少一个镀膜装置单元，所述镀膜装置单元包括冷却辊组，所述镀膜系统由至少4个冷却辊组成，各个所述冷却辊被各自独立的分布式动力装置驱动，按照柔性基材行进方向的任意相邻两个冷却辊分别为前冷却辊和后冷却辊，所述后冷却辊的转动线速度大于或等于所述前冷却辊的转动线速度。

2.根据权利要求1所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述镀膜装置单元为磁控溅射镀膜装置单元或蒸发镀膜装置单元或电弧镀膜装置单元。

3.根据权利要求1所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述冷却辊组中的各冷却辊之间还布置有导向辊和/或展平辊，所述导向辊和/或所述展平辊的布置可以实施所述柔性基材的a面单面镀膜或a面、b双面镀膜。

4.根据权利要求3所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，对所述柔性基材进行a面、b双面镀膜时，所述柔性基材沿行进方向前进，利用所述冷却辊、所述导向辊和/或所述展平辊对所述柔性基材的被镀面进行一次或一次以上的翻面调整。

5.根据权利要求4所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述柔性基材经过至少一个冷却辊后进行所述被镀面的翻面。

6.根据权利要求5所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述柔性基材进行单次或多次a面、b面交替镀膜。

7.根据权利要求1所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述分布式动力装置为可进行调速控制的电机系统，所述电机系统设有减速装置。

8.根据权利要求7所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述电机系统具备扭矩测量功能或扭矩驱动电流反馈功能。

9.根据权利要求8所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，设置所述扭矩或所述扭矩驱动电流安全控制值为s，调节所述前冷却辊和所述后冷却辊对应的分布式动力装置的转速，使所述扭矩或所述扭矩驱动电流控制在s±20％的范围内。

10.根据权利要求9所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述扭矩或所述扭矩驱动电流控制在s±10％的范围内。

11.根据权利要求3所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述导向辊或展平辊布置在相邻所述冷却辊间隔缝隙的斜后方，远离所述镀膜装置单元的蒸发靶源或溅射靶源或电弧靶源。

12.根据权利要求1所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述冷却辊组中的各冷却辊可竖向、横向或圆弧形布置。

13.根据权利要求1所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述相邻冷却辊的间隔小于50毫米。

14.根据权利要求13所述的一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，其特征在于，所述各相邻冷却辊等间隔布置。

技术总结
本技术涉及一种柔性基材真空镀膜设备分布驱动卷绕系统，包括放卷辊、前处理辊组、镀膜系统以及收卷辊，其特征在于，所述镀膜系统包括至少一个镀膜装置单元，所述镀膜装置单元包括冷却辊组，所述镀膜系统由至少4个冷却辊组成，各个所述冷却辊被各自独立的分布式动力装置驱动，按照柔性基材行进方向的任意相邻两个冷却辊分别为前冷却辊和后冷却辊，所述后冷却辊的转动线速度大于或等于所述前冷却辊的转动线速度。该分布驱动卷绕系统冷却效果好，分布驱动张力控制得当，能够在较薄柔性基材上镀上较厚的膜层，且能够满足单面、双面多种膜层的镀膜。

技术研发人员：刘庆云,刘阳
受保护的技术使用者：北京实力源科技开发有限责任公司
技术研发日：20230214
技术公布日：2024/1/13