CN115574579A - 一种风刀结构及铜箔防氧化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风刀结构及铜箔防氧化装置，包括：防氧化槽（1）、喷液管组件（2）、阳极板组件（3）、辊系传动组件（4）和一对如权利要求1‑4任一所述的风刀结构，所述喷液管组件、阳极板组件、辊系传动组件内置于防氧化槽内，所述一对风刀结构位于防氧化槽上方。本发明的有益效果是采用非对称的分流结构，第一吹风槽快风吹液和烘干，第二吹风槽慢风吹干，干燥效果好，吹风烘干一体化，减小了生箔机整机结构的尺寸；铜箔与风刀近乎垂直穿过，消除重力影响，吹风平衡性好，减小铜箔抖动；阳极板与铜箔间距快速可调，能适应不同厚度不同速度下铜箔的防氧化需求；经过此结构防氧化处理，铜箔在150℃烘烤30min不出现氧化变色。

Description

一种风刀结构及铜箔防氧化装置

技术领域

本发明涉及铜箔生产设备的技术领域，尤其涉及风刀结构及电解铜箔防氧化装置。

背景技术

电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)、锂离子电池制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中，电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。

电解铜箔生产是经过几千个细微的小环节结合起来的工艺，在所有的工艺过程中，合格铜箔的防氧化处理是一个很关键的过程。它直接决定了铜箔在用到终端设备上的性能，更直接影响终端设备的性能与质量。在铜箔生产工艺中，生箔机经阴极辊剥离出来后，半成品铜箔需依次经过防氧化液喷淋、钝化、挤液及热风烘干作业，然才能得到有防氧化效果的成品铜箔。在此过程中，需要解决一系列技术问题，从而得到合格的产品。

目前的技术中，电解铜箔的防氧化工艺为将电解铜箔传送至防氧化槽，在防氧化槽中对电解铜箔进行防氧化处理，但往往存在防氧化时间短、防氧化效果不佳等问题。同时，客户对产品的需求多样化，由于不同厚度的铜箔工艺参数要调整，铜箔的交期紧张，换产品或者连续生产时，减少相应的设备调试时间刻不容缓，因此亟需一套能够实现快速调节的防氧化装置。

防氧化工艺需要用到风刀对铜箔进行热风烘干作业，现有的风刀结构无法调节风速，干燥效果不佳。

中国实用新型专利公开号CN207610521U公开了一种新型风刀送风装置，包括防氧化槽、导向辊、挤液辊以及收卷装置，导向辊位于经过防氧化槽处理的铜箔输出端处，挤液辊紧邻设置于导向辊的上部，还设有送风装置，所述送风装置包括热风机、风刀和热风管，且风刀位于挤液辊和收卷装置之间，送风装置由热风机产生的热风经热风管通过风刀对铜箔表面进行加热，该专利的防氧化槽无法调节阳极板与铜箔之间的距离，风刀吹出的热风也无法调节。

中国实用新型专利公开号CN205803570U公开了一种光伏焊带用风刀装置，包括风刀架、风刀组和高压气源，所述风刀组由两个风刀组合而成；所述风刀包括风刀本体、进气口和风道；所述风刀本体由半圆段、直段和锥形段组成；所述风刀本体的直段上开设有进气口，进气口通过风管连接高压气源；所述风道与进气口连通，风道穿过风刀本体的直段和锥形段，风道的出风口位于锥形段底部；所述风道为折线型风道。该专利吹出的高压气流，容易伤害铜箔表面。

中国实用新型专利公开号CN213067009U公开了双风刀装置，包括风刀座、设于风刀座上的第一风刀板、第二风刀板及第三风刀板、设于风刀座两端的第一进风部及第二进风部，所述风刀座形成有进风风道，所述第一风刀板与第二风刀板之间形成第一风道，第一风道具有长条形的第一出风口，所述第二风刀板与第三风刀板之间形成第二风道，第二风道具有长条形的第二出风口，所述第一进风部开设有第一进风口，所述第二进风部开设有第二进风口；所述第一风刀板或第二风刀板向所述第一风道内突出有第一扰流部，所述第二风刀板或第三风刀板向所述第二风道内突出有第二扰流部。虽然该专利采用双风道及两个出风口来防止干燥过程中一个出风口带起的水分溅到经过干燥的玻璃表面，但这两个风道是对称式分布的，风在两个风道内的流速是一样的，虽然气流稳定，但是由于铜箔经过出风口的时间很短，无法保证干燥效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是铜箔防氧化工艺中的风刀结构干燥效果不好，防氧化槽的结构固定无法调节，为此提供风刀结构及铜箔防氧化装置。

本发明的技术方案是：一种风刀结构，包括壳体和位于壳体内的曲线形腔体，所述曲线形腔体内设有将曲线形腔体一分为二的分流结构，所述分流结构包括一端与曲线形腔体底部连接的隔板，所述隔板的另一端外扩有与曲线形腔体的轮廓匹配的异形结构，所述异形结构与腔体之间形成第一风道和第二风道，所述异形结构的中部两侧设有向内收缩的弧形缓冲部，所述异形结构的末端与腔体之间形成与壳体外界相通的第一吹风槽和第二吹风槽，所述异形结构靠近第一吹风槽和第二吹风槽的部分收缩分别形成第一缓冲区和第二缓冲区，所述第一缓冲区的面积小于第二缓冲区的面积，所述第一吹风槽宽度小于第二吹风槽宽度。

上述方案的改进是所述第一缓冲区内置有风速传感器，所述第二缓冲区内置有温度传感器。

上述方案中所述异形结构呈向下倾斜的姿态。

上述方案中所述第一吹风槽宽度在0.2 mm -0.5mm，所述第二吹风槽宽度在0.8mm -1.5mm。

上述方案中所述壳体为铝合金材质，外表面涂覆有保温材料。

铜箔防氧化装置，包括：防氧化槽、喷液管组件、阳极板组件、辊系传动组件和一对如上所述的风刀结构，所述喷液管组件、阳极板组件、辊系传动组件内置于防氧化槽内，所述一对风刀结构位于防氧化槽上方。

上述方案中所述防氧化槽包括槽体，所述喷液管组件和辊系传动组件安装在槽体两侧边之间，所述槽体内设有位于辊系传动组件后的溢流板，所述槽体底部设有位于溢流板前方的排液口和位于溢流板后方的回流管，所述槽体上方安装有前盖板、中盖板和后盖板。

上述方案中所述喷液管组件包括喷液管，所述喷液管的一端通过阀与外界连通，另一端密封安装有堵头，所述喷液管上固接有扇形调节板，所述扇形调节板上开设有弧形槽，所述弧形槽通过螺钉与槽体连接。

上述方案中所述阳极板组件包括下阳极板和上阳极板，所述下阳极板包括水平板，所述水平板的两端分别固接有第一垂直板，所述第一垂直板上开设有垂直分布的腰型槽，所述上阳极板包括水平板和位于水平板两端的第二垂直板，所述第二垂直板通过螺钉与腰型槽配合连接。

上述方案中所述辊系传动组件包括导电辊和副辊，所述导电辊安装在第一轴承座上，所述导电辊的一端安装有主动轮、减速机和伺服电机，所述副辊安装在第二轴承座上，所述副辊的一端安装有从动轮，所述从动轮通过皮带与主动轮传动连接。

上述方案的改进是还包括挤液辊组件，所述挤液辊组件包括位于辊系传动组件后方的挤液辊，所述挤液辊两端安装在第三轴承座上，所述第三轴承座外侧固接有滑块，所述滑块滑动连接有水平导轨，所述水平导轨外侧固接有安装板，所述安装板上装有气缸，所述气缸的活塞杆上装有推块，所述推块与第三轴承座的侧面正对。

本发明的有益效果是采用非对称的分流结构，第一吹风槽快风吹液和烘干，第二吹风槽慢风吹干，干燥效果好，吹风烘干一体化，减小了生箔机整机结构的尺寸；铜箔与风刀近乎垂直穿过，消除重力影响，吹风平衡性好，减小铜箔抖动；喷液管角度可调，在生产时可调整喷液方向，流量可调，能保证防氧化效果；阳极板与铜箔间距快速可调，能适应不同厚度不同速度下铜箔的防氧化需求；经过此结构防氧化处理，铜箔在150℃烘烤30min不出现氧化变色。

附图说明

图1是电解铜箔防氧化装置示意图；

图2是防氧化槽的结构示意图；

图3是喷液管组件的结构示意图；

图4是防氧化阳极板组件的结构示意图；

图5是辊系传动组件的结构示意图；

图6是挤液辊组件的结构示意图；

图7是热风刀的结构剖视图；

图8是热风道的优选例剖视图；

图中，1、防氧化槽，11、槽体，12、溢流板，13、前盖板，14、中盖板，15、后盖板，16、废液管，17、回流管，2、喷液管组件，21、喷液管，22、扇形调节板，23、堵头，24、阀，3、阳极板组件，31、下阳极板，32、上阳极板，33、螺钉，4、辊系传动组件，41、导电辊，42、副辊，43、第一轴承座，44、第二轴承座，45、从动轮，46、皮带，47、减速机，48、伺服电机，5、挤液辊组件，51、挤液辊，52、第三轴承座，53、滑块，54、导轨，55、安装板，56、气缸，57、推块，58、胶皮，6、风刀，61、壳体，62、曲线形腔体，63、隔板，64、第一风道，65、第二风道，66、异形结构，67、第一缓冲区，68、第二缓冲区，69、第一吹风槽，610、第二吹风槽，611、风速传感器，612、温度传感器，7、铜箔。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，电解铜箔防氧化装置，包括防氧化槽1，防氧化槽的侧孔装有喷液管组件2，槽中部装有阳极板组件3，槽内装有辊系传动组件4，所述辊系传动组件后方紧跟着挤液辊组件5，铜箔向上穿过对称布置的风刀6，铜箔7由阴极辊剥离后，进入防氧化槽，铜箔水平穿过阳极板，经过设置在防氧化槽内、用于传送铜箔的辊系传动组件，所述辊系传动组件少量浸在所述防氧化液内，所述铜箔绕过所述辊系传动组件被传送至风刀，所述辊系传动组件包括多个传动辊，铜箔近似竖直向上传送至所述热风刀。

电解铜箔被传送至防氧化槽后，被防氧化槽中的辊系传动组件传送，电解铜箔绕过辊系传动组件后，被传送出防氧化槽至风刀吹干工序。电解铜箔在防氧化槽中经辊系传动组件传送，增加了电解铜箔在防氧化槽中的防氧化时间，提高了电解铜箔的防氧化性能。

如图2所示，优选的，所述防氧化槽为透明塑料焊接而成，其槽体11开有辊系让位槽和喷液管安装孔，所述槽体偏后侧装有溢流隔板12，所述溢流隔板上开有一排均布的溢流孔，槽体底部由四块板拼接而成，在排液口处装有废液管16，且此处为装液槽最低位，所述溢流隔板后方开循环口，下方装有防氧化液的回流管17，所述防氧化槽包含前盖板13、中盖板14和后盖板15，这三个盖板留有安装和拆卸把手，底部焊接挡板限位，采用卡入式装配方便维护取放。

如图3所示，优选的，所述喷液管组件，其喷液管21是塑料材质，上面均布若干孔径1.5-3mm的圆孔，其喷液覆盖面超过铜箔幅宽，其末端焊接扇形调节板22和密封堵头23，所述扇形调节板上开有弧形槽，通过螺钉固定在防氧化槽侧面，用以调整喷液角度以适应铜箔钝化需要，所述喷液管进液侧装有阀24，该阀优选手动球阀，控制不同工艺参数下的进液流量。

如图4所示，阳极板组件，其包含下阳极板31和上阳极板32，所述下阳极板包括水平板，所述水平板的两端分别固接有第一垂直板，所述第一垂直板上开设有垂直分布的腰型槽，所述上阳极板包括水平板和位于水平板两端的第二垂直板，所述第二垂直板通过螺钉与腰型槽配合连接。上阳极板在下阳极板的腰型槽范围内移动，可以快速调节阳极板与箔面之间的距离，根据工艺要求和产品要求调至合适间距后，用螺钉33拧紧。

如图5所示，所述辊系传动组件，由两根及以上导辊组成，其导电辊41通过第一轴承座43固定，一端装有主动轮44和减速机47，所述减速机连接有伺服电机48，其副辊42通过第二轴承座44固定，一端装有从动轮45，所述带轮由皮带46连接传动。

如图6所示，所述挤液辊组件，其挤液辊51辊面包胶，包胶厚度10-20mm，邵氏A40-55度，所述挤液辊两端装有第三轴承座52，轴承座上有四个螺纹孔，与滑块53连接，所述滑块套在导轨54上水平移动，所述导轨固定在安装板55上，所述安装板上还装有可调行程的气缸56，所述气缸其后端活塞杆有螺母用以调节行程以适应不同安装位，所述气缸前段活塞杆上装有推块57，所述推块57上有胶皮58，所述胶皮通过粘接或者螺钉连接方式安装于推块上，所述胶皮硬度要低于挤液辊包胶硬度，所述气缸装有调压阀。所述推块与第三轴承座的侧面正对。

风刀有两个，两个风刀对称安装于铜箔两侧，其吹风口略向下。所述风刀内部结构如图7所示，其壳体61为铝合金材质，外表面涂覆有保温材料，包括壳体和位于壳体内的曲线形腔体，所述曲线形腔体内设有将曲线形腔体一分为二的分流结构，将曲线形腔体62隔开成非对称的两部分，所述分流结构包括一端与曲线形腔体底部连接的隔板63，所述隔板的另一端外扩有与曲线形腔体的轮廓匹配的异形结构，所述异形结构的中部两侧设有向内收缩的弧形缓冲部，所述异形结构与腔体之间形成第一风道64和第二风道65，第一风道和第二风道路径弯曲，所述异形结构的末端与腔体之间形成与壳体外界相通的第一吹风槽69和第二吹风槽610，所述异形结构靠近第一吹风槽和第二吹风槽的部分收缩分别形成第一缓冲区67和第二缓冲区68，所述第一缓冲区67与第一吹风槽69相连，面积小于半圆，所述第二缓冲区68与第二吹风槽610相连，面积大于半圆且出风侧台阶稍高，所述第一吹风槽宽度在0.2-0.5mm，所述第二吹风槽宽度在0.8-1.5mm。

热风机吹入的热风分别进入曲线形腔体被隔板隔开的两个腔室，并沿着第一风道和第二风道吹出，为了能够实时调整热风机参数，从而达到烘干效果并降低对铜箔表面的损伤的目的，如图8所示，本发明的优选例是上述方案的改进是所述第一缓冲区内置有风速传感器，所述第二缓冲区内置有温度传感器。风速传感器和温度传感器与热风机信号连接，通过风速传感器和温度传感器可以实时监测第一风道内的风速和第二风道内的温度，确保风速和温度都能符合要求，从而达到烘干效果并降低对铜箔表面的损伤。

本发明的特点如下：

1、铜箔水平穿过防氧化槽，浸泡跨距大，在相同速度下钝化时间久，效果更佳；

2、阳极槽竖直方向尺寸减少了400mm以上，便于生产穿箔、检查以及设备的更换、检修；

3、阳极槽体透明材质，能够观察运行状况，密封盖取放方便，操作省时省力；

4、防氧化废液排放，防氧化槽底部废渣清理方便彻底；

5、防氧化的回流方式，能有效提高防氧化液的循环速度，保证了离子浓度；

6、喷液管角度通过扇形调节板可调，在生产时可调整喷液方向，流量可调，能保证防氧化效果；

7、阳极板与铜箔间距快速可调，能适应不同厚度不同速度下铜箔的防氧化需求；

8、经过此结构防氧化处理，铜箔在150℃烘烤30min不出现氧化变色；

9、传动辊系无需完全浸入防氧化液，取消了轴头密封，极大降低成本和维护工作量；

10、辊系间用皮带传动，副辊变为主动力，消除了原从动辊对铜箔的影响；

11、挤液辊水平安装，降低安装难度，消除辊自重对铜箔的影响；

12、挤液辊恒压力调节，比人工调节及时可靠，节省了人力，实现了自动调整；

13、铜箔与风刀近乎垂直穿过，消除重力影响，吹风平衡性好，减小铜箔抖动；

14、双槽风刀，第一吹风槽快风吹液和烘干，第二吹风槽慢风吹干，干燥效果好；

15、吹风烘干一体化，减小了生箔机整机结构的尺寸。

Claims (10)

1.一种风刀结构，其特征是，包括壳体和位于壳体内的曲线形腔体（62），所述曲线形腔体内设有将曲线形腔体一分为二的分流结构，所述分流结构包括一端与曲线形腔体底部连接的隔板（63），所述隔板的另一端外扩有与曲线形腔体的轮廓匹配的异形结构（66），所述异形结构与腔体之间形成第一风道（64）和第二风道（65），所述异形结构的中部两侧设有向内收缩的弧形缓冲部，所述异形结构的末端与腔体之间形成与壳体外界相通的第一吹风槽（69）和第二吹风槽（610），所述异形结构靠近第一吹风槽和第二吹风槽的部分收缩分别形成第一缓冲区（67）和第二缓冲区（68），所述第一缓冲区的面积小于第二缓冲区的面积，所述第一吹风槽宽度小于第二吹风槽宽度。

2.如权利要求1所述的风刀结构，其特征是，所述第一缓冲区内置有风速传感器（611），所述第二缓冲区内置有温度传感器（612）。

3.如权利要求1所述的风刀结构，其特征是，所述异形结构呈向下倾斜的姿态。

4.如权利要求1所述的风刀结构，其特征是，所述第一吹风槽宽度在0.2 mm -0.5mm，所述第二吹风槽宽度在0.8 mm -1.5mm。

5.铜箔防氧化装置，其特征是：包括：防氧化槽（1）、喷液管组件（2）、阳极板组件（3）、辊系传动组件（4）和一对如权利要求1-4任一所述的风刀结构，所述喷液管组件、阳极板组件、辊系传动组件内置于防氧化槽内，所述一对风刀结构位于防氧化槽上方。

6.如权利要求5所述的铜箔防氧化装置，其特征是：所述防氧化槽包括槽体（11），所述喷液管组件和辊系传动组件安装在槽体两侧边之间，所述槽体内设有位于辊系传动组件后的溢流板（12），所述槽体底部设有位于溢流板前方的废液管（16）和位于溢流板后方的回流管（17），所述槽体上方安装有前盖板（13）、中盖板（14）和后盖板（15）。

7.如权利要求5所述的铜箔防氧化装置，其特征是：所述喷液管组件包括喷液管（21），所述喷液管的一端通过阀（24）与外界连通，另一端密封安装有堵头（23），所述喷液管上固接有扇形调节板（22），所述扇形调节板上开设有弧形槽，所述弧形槽通过螺钉与槽体连接。

8.如权利要求5所述的铜箔防氧化装置，其特征是：所述阳极板组件包括下阳极板（31）和上阳极板（32），所述下阳极板包括水平板，所述水平板的两端分别固接有第一垂直板，所述第一垂直板上开设有垂直分布的腰型槽，所述上阳极板包括水平板和位于水平板两端的第二垂直板，所述第二垂直板通过螺钉与腰型槽配合连接。

9.如权利要求5所述的铜箔防氧化装置，其特征是：所述辊系传动组件包括导电辊（41）和副辊（42），所述导电辊安装在第一轴承座（43）上，所述导电辊的一端安装有主动轮、减速机（47）和伺服电机（48），所述副辊安装在第二轴承座（44）上，所述副辊的一端安装有从动轮（45），所述从动轮通过皮带（46）与主动轮传动连接。

10.如权利要求5所述的铜箔防氧化装置，其特征是：还包括挤液辊组件（5），所述挤液辊组件包括位于辊系传动组件后方的挤液辊（51），所述挤液辊两端安装在第三轴承座（52）上，所述第三轴承座外侧固接有滑块（53），所述滑块滑动连接有水平导轨（54），所述水平导轨外侧固接有安装板（55），所述安装板上装有气缸（56），所述气缸的活塞杆上装有推块（57），所述推块与第三轴承座的侧面正对。

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