一种连续卷对卷图形格式转印设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种连续卷对卷图形格式转印设备，该转印设备包括第一辊对、第二辊对、第三辊对，且分别由上下对称布置的辊一与辊二、辊三与辊四、辊五与辊六构成，第二辊对与第三辊对之间布置有热压装置，第一辊对左侧设有质子膜卷，第二辊对左侧上、下方分别设有阴极催化剂涂覆卷、阳极催化剂涂覆卷，由质子膜卷放出的质子膜，先穿过辊一与辊二之间，再与上方的阴极催化剂转印膜、以及下方的阳极催化剂转印膜穿过辊三与辊四之间，最后依次穿过热压装置以及辊五与辊六之间，第一辊对下方设有质子膜背膜剥离卷；本实用新型专利技术能够保证精确地制备连续卷对卷图形格式膜电极，避免了狭缝涂布载量不均匀以及精确狭缝涂布十分昂贵的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种连续卷对卷图形格式转印设备[
]本技术涉及氢燃料电池
，具体地说是一种氢燃料电池核心部件膜电极组件(MEA)中连续卷对卷图形格式转印设备。[
技术介绍
]目前，实现卷对卷图形格式催化剂涂敷膜(P-CCM，patterned-CCM)制备的主要技术是使用狭缝涂布方法进行膜电极催化剂的双面直接涂布，如附图1所示。该狭缝方法在质子膜上的直接涂布具有以下不足之处：(1)狭缝涂布对催化剂浆料流变性能要求很高，过去的经验表明，燃料电池催化剂浆料在进行狭缝涂布时难以取得载量均匀，重现性好的涂层，且每次涂布都需要有长时间、高耗费的调试过程；(2)催化剂或催化层结构发生变化时，长时间、高耗费的调试过程，使得狭缝涂布技术变得非常昂贵；(3)狭缝涂布在催化层涂布的起和终点，有不可避免的载量不均匀问题，这是由于狭缝涂布时浆料压力控制到涂层制备有滞后现象，见附图1所示；(4)狭缝涂布的过程启动到稳定制备的调节实际较长，对昂贵的铂基催化剂浆料的调制过程成本太高；(5)即使稳定的涂布参数已经取得，该种方法适用于长时间运行的卷料涂布，对昂贵的铂金催化剂通常不会储藏大量的涂层，因为会造成大量资金积压；(6)精确的狭缝涂布技术十分昂贵，例如，屏幕技术ScreenTechnologies的双面直接涂布的狭缝涂布机需要约USD$10，000，000；此外，现有技术第二个问题是膜两面阴、阳极的精确对齐极具挑战性，这通常是用复杂的设备和工具来实现，并且对绕卷的精度要求也十分高，以确保在整个涂布过程中速度的稳定性。[
技术实现思路
]本技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种连续卷对卷图形格式转印设备，能够完全不受传统狭缝涂布难题的限制，保证精确地制备连续卷对卷图形格式膜电极，避免了狭缝涂布载量不均匀以及精确狭缝涂布十分昂贵的问题。为实现上述目的设计一种连续卷对卷图形格式转印设备，包括第一辊对、第二辊对、第三辊对以及热压装置9，所述第一辊对由上下对称布置的辊一1和辊二2构成，所述第二辊对由上下对称布置的辊三3和辊四4构成，所述第三辊对由上下对称布置的辊五5和辊六6构成，所述第一辊对、第二辊对、第三辊对由左至右依次间隔布置，所述热压装置9布置在第二辊对与第三辊对之间，所述第一辊对左侧设有质子膜卷10，所述第二辊对左侧上、下方分别设有阴极催化剂涂覆卷11、阳极催化剂涂覆卷12，由质子膜卷10放出的质子膜，先穿过辊一1与辊二2之间，再与上方的阴极催化剂转印膜、以及下方的阳极催化剂转印膜穿过辊三3与辊四4之间，最后依次穿过热压装置9以及辊五5与辊六6之间，所述第一辊对下方设有质子膜背膜剥离卷13，所述辊一1与辊二2用于质子膜背膜张力控制，所述辊三3与辊四4用于将质子膜、阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜控制在同一平面上，所述热压装置9用于在加热加压条件下使阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜的催化剂转印到质子膜上，所述辊五5与辊六6分别用于剥离阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜。进一步地，还设置有第四辊对，所述第四辊对由上下对称布置的辊七7和辊八8构成，所述辊七7设于辊五5上方，所述辊八8设于辊六6下方，所述辊七7、辊八8用于调节张力和转向，所述辊七7、辊八8的上、下方分别形成有阴极催化剂背膜复卷14、阳极催化剂背膜复卷15。进一步地，所述热压装置9为平面板压装置或者辊压平板装置或者辊对辊压制装置三种形式。进一步地，所述热压装置9为平面板压装置，所述平面板压装置包括上热压板和下热压板，所述上热压板与下热压板上下对称布置，所述下热压板由下至上分别由加热板16、烧结镍板多孔层17、硅胶垫18、不锈钢片19组成，所述加热板16用于加热到特定温度，所述烧结镍板多孔层17为扩散层，用于保证硅胶垫18在受压/去压情况下的平整度。进一步地，所述加热板16的加热区域周围设置有绝热材料层，所述绝热材料层用于防止不被转印的区域被加热压制。进一步地，所述绝热材料层由底部的绝热层以及四周的绝热层构成。进一步地，所述硅胶垫18的硬度在肖氏硬度A70-809之间。进一步地，所述不锈钢片19与加热板16尺寸相同，其厚度使压力均匀地传递到硅胶垫18上，并保证硅胶垫18在受热压制变形时不接触到转印膜。本技术同现有技术相比，能够完全不受传统狭缝涂布难题的限制，可保证精确地制备连续卷对卷图形格式膜电极(CCM)，且生产精度完全不依赖辊轴、卷带速度，可自由选择各种稳健可靠的涂布技术来进行催化剂层的涂布，且图案格式化涂布中的涂布载量不均匀问题可完全被消除，同时可选用低成本催化剂涂布技术，即可选择使用低投入就可取得稳定产出的涂布技术，如微凹涂布技术；此外，涂层的长度、产量可根据需求精确匹配，以免导致浪费和积压，值得推广应用。[附图说明]图1是传统狭缝涂布的结构示意图；图2是本技术的结构示意图；图3是本技术下热压板的结构示意图；图4是采用本技术多片卷-对-卷转印示意图；图中：1、辊一2、辊二3、辊三4、辊四5、辊五6、辊六7、辊七8、辊八9、热压装置10、质子膜卷11、阴极催化剂涂覆卷12、阳极催化剂涂覆卷13、质子膜背膜剥离卷14、阴极催化剂背膜复卷15、阳极催化剂背膜复卷16、加热板17、烧结镍板多孔层18、硅胶垫19、不锈钢片。[具体实施方式]下面结合附图对本技术作以下进一步说明：如附图所示，本技术提供了一种连续卷对卷图形格式转印设备，包括第一辊对、第二辊对、第三辊对以及热压装置9，第一辊对由上下对称布置的辊一1和辊二2构成，第二辊对由上下对称布置的辊三3和辊四4构成，第三辊对由上下对称布置的辊五5和辊六6构成，第一辊对、第二辊对、第三辊对由左至右依次间隔布置，热压装置9布置在第二辊对与第三辊对之间，第一辊对左侧设有质子膜卷10，第二辊对左侧上、下方分别设有阴极催化剂涂覆卷11、阳极催化剂涂覆卷12，由质子膜卷10放出的质子膜，先穿过辊一1与辊二2之间，再与上方的阴极催化剂转印膜、以及下方的阳极催化剂转印膜穿过辊三3与辊四4之间，最后依次穿过热压装置9以及辊五5与辊六6之间，第一辊对下方设有质子膜背膜剥离卷13，辊一1与辊二2的作用是玻璃质子膜背膜张力控制，辊三3与辊四4的作用是将质子膜、阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜控制在同一平面上，热压装置9用于在加热加压条件下使阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜的催化剂转印到质子膜上，辊五5与辊六6的作用是分别用于剥离阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜。还设置有第四辊对，第四辊对由上下对称布置的辊七7和辊八8构成，辊七7设于辊五5上方，辊八8设于辊六6下方，辊七7、辊八8的作用是调节张力和转向，辊七7、辊八8的上、下方分别形成有阴极催化剂背膜复卷14、阳极催化剂背膜复卷15。本技术中，热压装置9的作用是在加热加压条件下使转印膜的催化剂转印到质子膜上，该热压装置9可以为平面板压装置或者辊压平板装置或者辊对辊压制装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续卷对卷图形格式转印设备，其特征在于：包括第一辊对、第二辊对、第三辊对以及热压装置(9)，所述第一辊对由上下对称布置的辊一(1)和辊二(2)构成，所述第二辊对由上下对称布置的辊三(3)和辊四(4)构成，所述第三辊对由上下对称布置的辊五(5)和辊六(6)构成，所述第一辊对、第二辊对、第三辊对由左至右依次间隔布置，所述热压装置(9)布置在第二辊对与第三辊对之间，所述第一辊对左侧设有质子膜卷(10)，所述第二辊对左侧上、下方分别设有阴极催化剂涂覆卷(11)、阳极催化剂涂覆卷(12)，由质子膜卷(10)放出的质子膜，先穿过辊一(1)与辊二(2)之间，再与上方的阴极催化剂转印膜、以及下方的阳极催化剂转印膜穿过辊三(3)与辊四(4)之间，最后依次穿过热压装置(9)以及辊五(5)与辊六(6)之间，所述第一辊对下方设有质子膜背膜剥离卷(13)，所述辊一(1)与辊二(2)用于质子膜背膜张力控制，所述辊三(3)与辊四(4)用于将质子膜、阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜控制在同一平面上，所述热压装置(9)用于在加热加压条件下使阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜的催化剂转印到质子膜上，所述辊五(5)与辊六(6)分别用于剥离阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜。/n...

【技术特征摘要】
1.一种连续卷对卷图形格式转印设备，其特征在于：包括第一辊对、第二辊对、第三辊对以及热压装置(9)，所述第一辊对由上下对称布置的辊一(1)和辊二(2)构成，所述第二辊对由上下对称布置的辊三(3)和辊四(4)构成，所述第三辊对由上下对称布置的辊五(5)和辊六(6)构成，所述第一辊对、第二辊对、第三辊对由左至右依次间隔布置，所述热压装置(9)布置在第二辊对与第三辊对之间，所述第一辊对左侧设有质子膜卷(10)，所述第二辊对左侧上、下方分别设有阴极催化剂涂覆卷(11)、阳极催化剂涂覆卷(12)，由质子膜卷(10)放出的质子膜，先穿过辊一(1)与辊二(2)之间，再与上方的阴极催化剂转印膜、以及下方的阳极催化剂转印膜穿过辊三(3)与辊四(4)之间，最后依次穿过热压装置(9)以及辊五(5)与辊六(6)之间，所述第一辊对下方设有质子膜背膜剥离卷(13)，所述辊一(1)与辊二(2)用于质子膜背膜张力控制，所述辊三(3)与辊四(4)用于将质子膜、阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜控制在同一平面上，所述热压装置(9)用于在加热加压条件下使阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜的催化剂转印到质子膜上，所述辊五(5)与辊六(6)分别用于剥离阴极催化剂转印膜、阳极催化剂转印膜。


2.如权利要求1所述的连续卷对卷图形格式转印设备，其特征在于：还设置有第四辊对，所述第四辊对由上下对称布置的辊七(7)和辊八(8)构成，所述辊七(7)设于辊五(5)上方，所述辊八(8)设于辊六(6)下方，所述辊七(7)、辊八(8)用于调节张力和转向，所述辊七(7)、辊...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜瓦·瑞·苏萨，
申请(专利权)人：上海亿氢科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31