一种辊涂式涂布设备

技术领域

本发明涉及辊涂镀膜机技术领域，具体涉及一种辊涂式涂布设备。

背景技术

随着可再生能源的快速发展，光伏太阳能电池作为一种清洁、可持续的能源解决方案备受关注。近年来，钙钛矿电池作为光伏领域的一项创新技术崭露头角，其具有理论转换效率高、制作成本低、发电量高、应用场景广等优点。钙钛矿电池因其具有的众多优势，有望成为光伏领域的主流技术，为清洁能源的发展做出重要贡献。目前，众多企业积极投入到钙钛矿电池技术的研究中，逐步建立钙钛矿光伏电池生产线，并实现产业化规模生产。钙钛矿光伏电池包括原材料加工、功能层制备和组装等三个环节，其中功能层制备过程中，需要将钙钛矿材料通过涂布工艺形成吸光层和电解质层。

涂布工艺是指在制造过程中将涂料材料涂布在特定的材料表面上的技术和方法。涂布工艺的好坏直接影响着钙钛矿电池的质量，对涂布工艺优化可以进一步提高电池的使用寿命，提高制备效率、降低生产成本，推动产业化生产进程。目前，传统涂布方法有喷涂法、喷墨打印法、狭缝涂布法、PVD镀膜技术等。喷涂法材料飞溅较多且喷嘴的维护比较麻烦，材料损耗较大、易造成环境污染；喷墨打印法速度慢且成本较高；狭缝涂布法能实现高精度涂布、材料利用率高、成膜速度快等优点，故在传统涂布技术中占主流地位，但其设备成本高、对操作人员要求高、涂布量控制难度大；PVD镀膜技术对溶剂要求较高，沉积速率低且会造成涂层表面粗糙。

在辊涂法中，涂料被涂布在辊轴上，然后通过辊轴的旋转将涂料均匀地涂布在工件表面上。相较于上述方法，辊涂法可用于低黏度溶剂成膜，且具有设备制造成本低，结构简单、操作方便、生产高效，成膜速度快（可达20m/min）、质量高，无污染、可用于大面积生产等优点。现有专利CN 116984170 A中公开了一种新型全自动辊涂镀膜机，包括镀膜机本体两侧均设有上下移动机构，且上方均设有横向移动机构，还设有第三驱动杆，第三驱动杆上还连接丝杆导轨，丝杆导轨上连接有快换盘，快换盘下方设有辊道测量机构或者清洗机构，横向移动机构的下方设有定量辊，定量辊的一侧有镀膜辊，所述镀膜机本体的一侧依次设有第一压辊和第二压辊，第一压辊的两端均设有激光位移测距机构，第一压辊的一侧还设有探测机构，两根压辊的两侧还设有移动机构。该发明能够调节定量辊、镀膜辊和玻璃之间的距离，适用于不同厚度的玻璃进行镀膜，同时可以自动调节镀膜辊带液量即镀膜膜层厚度，提高了镀膜生产效率。

但该方案通过安装多个伺服电机控制行程，结构复杂，工作过程不可靠且经济成本高。

发明内容

本发明基于上述背景技术中存在的不足，针对现有的滚涂镀膜机结构复杂经济成本高的问题，目的是提供一种辊涂式涂布设备，结构紧凑，辊组行程控制简单可靠，对基材的适用范围广，定量辊及刮刀双工序实现溶剂的微量转移，大大提高涂布质量。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种辊涂式涂布设备，包括皮带组件和设于皮带组件两侧的调节组架，调节组架之间架设有辊组，所述辊组包括朝相反方向旋转的涂膜胶辊和定量辊，所述皮带组件包括承压胶辊，承压胶辊设于涂膜胶辊下方、与涂膜胶辊之间形成间隙；所述调节组架包括竖向设置的板组和设于板组上的直线导轨与升降机，所述辊组通过直线导轨与板组滑接，通过升降机驱动辊组竖向移动、定量辊横向移动；还包括在所述定量辊外表面沿轴向设置的刮刀组件，刮刀组件连接有蜗轮减速机，通过蜗轮减速机实现刮刀组件自锁及角度调节。

承压胶辊可以调节皮带的张紧力，承受一定载荷，与涂膜胶辊形成的间隙用来成膜，当基材穿过，承压胶辊与涂膜胶辊会给基材一定压力（可提高成膜均匀性，提高涂布质量），促使溶液在其上成膜，成膜厚度由间隙大小控制；涂膜胶辊和定量辊背向运转实现涂料液的微量转移，对成膜溶液进行定量，提高成膜质量，减少溶液浪费。通过手动驱动升降机、直线导轨提供导向，实现涂膜胶辊和定量辊上下移动，同时实现定量辊横向移动，调节涂膜胶辊和定量辊之间的压力，协同两个辊的差速以控制定量辊与涂膜胶辊间涂料液的转移率。另外，刮刀组件可以减少溶剂挥发，提高溶剂使用率，对涂布速度的适应性好，无论涂布速度如何，成膜溶液的转移量都是固定的，提高涂布质量稳定性。

作为本发明的进一步改进，所述辊组还包括设于涂膜胶辊转动轨迹上的消纹棍，消纹棍与所述涂膜胶辊抵接，用于消除成膜过程中多余的浆料。

作为本发明的进一步改进，所述板组包括第一立板、第二立板以及第三立板，直线导轨包括设于第一立板上的竖向导轨、设于第二立板上的横向导轨，所述涂膜胶辊、消纹棍固定在第二立板之间并通过竖向导轨滑接在第一立板上，所述定量辊固定在第三立板之间并通过横向导轨滑接在第二立板上。

作为本发明的进一步改进，所述升降机包括Z轴升降机和Y轴升降机，Z轴升降机包括竖向设置的第一丝杆和第一折叠手轮，所述第二立板与第一丝杆螺接，通过转动折叠手轮带动第二立板上的涂膜胶辊、消纹棍升降。

作为本发明的进一步改进，所述Y轴升降机包括第二折叠手轮和横向设置的第二丝杆，所述第三立板与第二丝杆螺接，通过转动第二折叠手轮带动第三立板上的定量辊平移。

作为本发明的进一步改进，所述涂布设备还包括下机架组件，所述皮带组件设于下机架组件上，下机架组件上端面开设有升降口，升降口内穿设有升降机支撑架，所述第一丝杆固定在升降机支撑架上。

作为本发明的进一步改进，皮带组件包括传输皮带，传输皮带的两侧与第一立板之间分别连接有接料槽，接料槽上方设有挡料板。

作为本发明的进一步改进，所述接料槽靠近挡料板的一侧开设有接料槽口，接料槽口向下连接有回收管道。

接料槽的设置可以有效减少浪费，节约生产成本，降低环境污染；挡料板可以防止溶液泄漏，与其他零件配合，储存溶液，方便成膜。

作为本发明的进一步改进，所述刮刀组件的两端连接有手动滑台，手动滑台包括竖向滑轨和滑接在竖向滑轨上的横向滑轨，横向滑轨内滑接有滑块，所述刮刀组件的两端安装在所述滑块上。

作为本发明的进一步改进，所述刮刀组件包括固定在远离所述定量辊一侧的转动轴，转动轴与所述滑块转动连接。

刮刀组件，主要用于将定量辊上多余的残液刮除，防止定量辊下一次转移时对成膜有影响。手动滑台可以进行X轴和Y轴位置调节，精度较高，从而保证定量辊伸缩前后刮刀组作用在定量辊上的精度。

因此，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供一种辊涂式涂布设备，通过设置升降机和直线导轨，手动驱动涂膜胶辊、定量辊竖向移动，且调节定量辊与涂膜胶辊间的横向距离，控制对于基材的涂布膜厚及溶剂的微量转移率，设备结构紧凑，简单可靠，经济效益好；

（2）通过设置承压胶辊调节皮带的张紧力，且承压胶辊能承受一定载荷，当基材穿过，承压胶辊与涂膜胶辊会给基材一定压力促使溶液成膜，可提高成膜均匀性，提高涂布质量，成膜厚度由承压胶辊、涂膜胶辊间隙大小控制，扩大基材适用范围；

（3）通过在定量辊外设置刮刀组件将定量辊上多余的残液刮除，优化定量辊进一步实现溶剂的微量转移，减少溶剂挥发；由于连接有蜗轮减速机，无论涂布速度如何，成膜溶液的转移量都是固定的，大大提高涂布质量及稳定性；

（4）进一步地，通过设置接料槽和挡料板，防止溶液泄漏，与其他零件配合方便成膜，同时形成回收系统可以有效减少浪费，节约生产成本，降低环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中的一部分，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例辊涂式涂布设备结构示意图；

图2为本实施例下机架组件结构示意图；

图3为本实施例皮带组件、第一立板的结构示意图；

图4为本实施例图3中A-A方向的剖面示意图；

图5为本实施例涂膜胶辊、消纹棍及第二立板的结构示意图；

图6为本实施例定量辊、第三立板的结构示意图；

图7为本实施例刮刀组件的结构示意图；

图8为本实施例辊涂式涂布设备工作示意图；

附图标记说明，其中：

基材0-1，溶剂0-2，皮带组件1，调节组架2，辊组3，涂膜胶辊3-1，定量辊3-2，消纹棍3-3，承压胶辊1-1，传输皮带1-2，接料槽1-3，挡料板1-4，板组2-1，第一立板2-11，第二立板2-12，第三立板2-13，直线导轨2-2，竖向导轨2-21，横向导轨2-22，升降机2-3，Z轴升降机2-31，Y轴升降机2-32，第一丝杆2-311，第一折叠手轮2-312，第二丝杆2-321，第二折叠手轮2-322，刮刀组件4，下机架组件5，升降口5-1，升降机支撑架5-2，接料槽口5-3，回收管道5-4，手动滑台4-1，竖向滑轨4-11，横向滑轨4-12，滑块4-13，转动轴4-2，蜗轮减速机4-3。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1的结构示意并参照图8的工作示意，本实施例提供一种辊涂式涂布设备，包括皮带组件1和设于皮带组件1两侧的调节组架2，调节组架2之间架设有辊组3，辊组3包括朝相反方向旋转的涂膜胶辊3-1和定量辊3-2，定量辊3-2的表面优选为设有网纹，涂膜胶辊3-1和网纹的定量辊3-2背向运转实现涂料液的微量转移，对成膜溶液进行定量，提高成膜质量，减少溶液浪费；皮带组件1包括承压胶辊1-1，承压胶辊1-1设于涂膜胶辊3-1下方、与涂膜胶辊3-1之间形成间隙；调节组架2包括竖向设置的板组2-1和设于板组上的直线导轨2-2与升降机2-3，辊组3通过直线导轨2-2与板组2-1滑接，通过升降机2-3驱动辊组3竖向移动、定量辊3-2横向移动；还包括在定量辊3-2外表面沿轴向设置的刮刀组件4，刮刀组件4连接有蜗轮减速机4-3，通过蜗轮减速机4-3实现刮刀组件4自锁及角度调节。

结合图4，承压胶辊1-1可以调节皮带的张紧力并承受一定载荷，与涂膜胶辊3-1形成的间隙用来成膜，当基材穿过，承压胶辊1-1与涂膜胶辊3-1会给基材一定压力（可提高成膜均匀性，提高涂布质量），促使溶液在其上成膜，成膜厚度由间隙大小控制；涂膜胶辊3-1和定量辊3-2背向运转实现涂料液的微量转移，对成膜溶液进行定量，提高成膜质量，减少溶液浪费。通过手动驱动升降机2-3、直线导轨2-2提供导向，实现涂膜胶辊3-1和定量辊3-2上下移动，同时实现定量辊3-2横向移动，调节涂膜胶辊3-1和定量辊3-2之间的压力，协同两个辊的差速以控制定量辊3-2与涂膜胶辊3-1间涂料液的转移率。

参照图1并结合图7，优选地，刮刀组件4包括转动轴4-2，转动轴4-2的两端连接有手动滑台4-1，手动滑台4-1包括竖向滑轨4-11和滑接在竖向滑轨4-11上的横向滑轨4-12，横向滑轨4-12内滑接有滑块4-13，转动轴4-2的两端安装在滑块4-13上。手动滑台4-1可以进行X轴和Y轴位置调节，精度较高，从而保证定量辊3-2伸缩前后刮刀组件4作用在定量辊3-2上的精度。

刮刀组件4可以减少溶剂0-2挥发，提高溶剂使用率，且由于刮刀组件4设有蜗轮减速机4-3，刮刀组件4对涂布速度的适应性好，无论涂布速度如何，成膜溶液的转移量都是固定的，提高涂布质量稳定性。

如图5，优选地，辊组3还包括设于涂膜胶辊3-1转动轨迹上的消纹棍3-3，消纹棍3-3与涂膜胶辊3-1抵接，用于消除成膜过程中多余的浆料。

结合图3~图6，板组2-1包括第一立板2-11、第二立板2-12以及第三立板2-13，直线导轨2-2包括设于第一立板2-11上的竖向导轨2-21、设于第二立板2-12上的横向导轨2-22，涂膜胶辊3-1、消纹棍3-3固定在第二立板2-12之间并通过竖向导轨2-21滑接在第一立板2-11上，定量辊3-2固定在第三立板2-13之间并通过横向导轨2-22滑接在第二立板2-12上。

升降机2-3包括Z轴升降机2-31和Y轴升降机2-32，Z轴升降机2-32包括竖向设置的第一丝杆2-311和第一折叠手轮2-312，第二立板2-12与第一丝杆2-311螺接，通过转动折叠手轮2-312带动第二立板2-12上的涂膜胶辊3-1、消纹棍3-3升降。

调节涂膜胶辊3-1与承压胶辊1-1间的间隙大小，以控制成膜厚度，可针对不同厚度基材进行间隙调节，扩大适用范围。

Y轴升降机2-32包括第二折叠手轮2-322和横向设置的第二丝杆2-321，第三立板2-13与第二丝杆2-321螺接，通过转动第二折叠手轮2-322带动第三立板2-13上的定量辊3-2平移。

如图2，涂布设备还包括下机架组件5，皮带组件1设于下机架组件5上，下机架组件5上端面开设有升降口5-1，升降口5-1内穿设有升降机支撑架5-2，第一丝杆2-311固定在升降机支撑架5-2上。

优选地，皮带组件1包括传输皮带1-2，传输皮带1-2运输基材，其运输方向和涂膜胶辊3-1运输方向相同且二者线速度保持一致。传输皮带1-2优选高强度PVC传送带，运行平稳不打滑，耐各种溶剂0-2，无掉渣染色，防止化学腐蚀而导致起层现象。

传输皮带1-2的两侧与第一立板2-11之间分别连接有接料槽1-3，接料槽1-3上方设有挡料板1-4；接料槽1-3靠近挡料板1-4的一侧开设有接料槽口5-3，接料槽口5-3向下连接有回收管5-4道。

挡料板1-4可以防止溶液泄漏，与其他零件配合，储存溶液，方便成膜；接料槽1-3的设置可以有效减少浪费，节约生产成本，降低环境污染。

需要说明的是，本发明提供的辊涂式涂布设备整机结构简单紧凑，在下机架组件5上预留一定空间，可根据要求设置外罩，控制工作氛围（避免水分、空气、灰尘等对涂布质量产生影响）。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。