一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺

摘要

一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺，本发明涉及石墨导热片制造技术领域；通过石墨筒支撑方式解决传统卷状人工合成石墨片在高温烧结过程中的断裂问题；传统收卷过程中断裂导致产品报废率35%~40%，本发明改进碳化工艺，创新性地应用石墨筒支撑方式，将石墨膜产品的报废率降低至10~15%，对产品的外观平整度有显著提升改善。降低产品投料成本，提升石墨膜的良品率。

权利要求

1.一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺,其采用的装置有收卷用的收卷机、用于支撑PI膜的石墨筒、收卷管芯、用于临时周转用的周转箱和舟皿，收卷机包含有阀门开关、第一传动轴、第二传动轴和来回移动的定型杆，其工艺步骤为：（1）对PI膜进行分条，人工合成石墨片的原材料是聚酰亚胺薄膜，简称PI膜，按照后续生产规格要求进行分条；

（2）采用收卷机对PI膜进行收卷，通过收卷机上的阀门开关将第一传动轴和第二传动轴张开；

（3）然后将PI膜绕过定型杆，并穿过第一传动轴和第二传动轴拉至收卷管芯处手动收卷两圈，在收卷的过程中，定型杆来回移动调整来不断地修正第一传动轴和第二传动轴之间的膜张力；

（4）通过收卷机设定收卷参数，具体的是设计收卷速度及膜张力大小；

（5）准备好相应规格的舟皿，并清洁干净，然后嵌入用于固定石墨筒的定位环；

（6）PI膜卷放入舟皿后套入石墨筒，具体的是套入内石墨筒和外石墨筒；内石墨筒放置在PI膜卷中心，外石墨筒在PI膜卷外圈，再在PI膜卷外面套入碳纸，再调整位置，使石墨筒与PI膜卷四周的间隙均匀；重复上述步骤，直至放满一层舟皿，再将舟皿放置碳化炉中。

2.如权利要求1所述的用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺，其特征在于，内石墨筒的外径小于PI膜卷的内径，外石墨筒的内径大于PI膜卷的外径。

说明书

一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及石墨导热材料的定型处理技术领域，特别涉及一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺。

背景技术

[0002] 这是一个智能电子迅速发展的时代，随着智能手机、平板、液晶显示器、大功率LED灯等电子产品不断向轻、薄、微型发展，如何设计与处理以上电子产品的晶片、背光模组、电池等散热问题一直的业内的棘手问题。人工合成导热石墨片的研制成功能很好解决这一难题：现有导热石墨膜的生产方法是将单张的PI膜夹于柔性石墨纸中进行热处理而得到，但这样石墨膜产品的规格小，生产效率低，而且在后续应用中受到限制，因此如何高效地生产出连续的石墨膜卷材成了当下热门的课题。申请号为201410040011.2 的中国专利申请披露了一种石墨膜卷材的制造方法，利用这种方法不仅可以生产出石墨膜卷材，而且辅料柔性石墨纸还可以回收再利用。但这种方法由于整个石墨膜卷材长度太长，卷绕工序技术要求太高，因此实际应用中生产出的石墨膜长度方向很容易造成不规则的断裂、穿孔，这样为后续应用带来不必要的裁剪麻烦，也不利于连续生产，而且辅料石墨纸回收利用率也不高。

发明内容

[0003] 本发明针对以上不足，提出一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺，石墨膜碳化过程中，在长度方向很容易造成不规则的断裂、穿孔，究其原因，因为石墨膜置放在高温碳化炉中，石墨膜在碳化过程中会出现膨胀，采用卷状碳化，石墨膜不规则膨胀，导致石墨膜出现裂纹，本发明在考虑石墨膜在高温状态必然出现一定程度膨胀的特点，独特设计其合理的膨胀空间，石墨膜不至于不规则膨胀相互挤压，解决卷状人工合成石墨片在高温烧结过程中的断裂问题。

[0004] 步骤如下：（1）对PI膜进行分条，人工合成石墨片的原材料是聚酰亚胺(PI)薄膜，简称PI膜，按照后续生产规格要求进行分条；

[0005] （2）采用收卷机对PI膜进行收卷，通过收卷机上的阀门开关将第一传动轴和第二传动轴张开；

[0006] （3）然后将PI膜绕过定型杆，并穿过第一传动轴和第二传动轴拉至收卷管芯处手动收卷两圈，在收卷的过程中，定型杆来回移动调整来不断地修正第一传动轴和第二传动轴之间的膜张力；

[0007] （4）通过收卷机设定收卷参数，具体的是设计收卷速度及膜张力大小；

[0008] （5）准备好相应规格的舟皿，并清洁干净，然后嵌入用于固定石墨筒的定位环；

[0009] （6）PI膜卷放入舟皿后套入石墨筒，具体的是套入内石墨筒和外石墨筒；内石墨筒放置在PI膜卷中心，外石墨筒在PI膜卷外圈，再在PI膜卷外面套入碳纸，再调整位置，使石墨筒与PI膜卷四周的间隙均匀；重复上述步骤，直至放满一层舟皿，再将舟皿放置碳化炉中；

[0010] 内石墨筒的外径小于PI膜卷的内径，外石墨筒的内径大于PI膜卷的外径，然后在PI膜卷中间套入石墨筒，具体是内石墨筒和外石墨筒，限定石墨卷的容置空间，在烧结过程中，石墨卷会出现一定程度的膨胀，其膨胀一般体现在向PI膜卷中心的膨胀，和向PI膜卷外圈方向的膨胀，由于在卷中心的内石墨筒限定了PI膜卷膨胀程度，在卷外圈设置的外石墨筒限定了收卷膜向外膨胀程度，因此收卷膜不会发散膨胀，而是在限定的空间膨胀，其发生裂纹的可能性降低了很多，在以往的石墨化过程中，通常会产生收卷膜断裂导致产品报废率35% 40%，采用本工艺，石墨筒支撑方式将产品的报废降低至10 15%，对产品的外观平整~ ~度有显著提升改善。降低产品投料成本，提升石墨膜的良品率。

附图说明

[0011] 图1是本发明实施例的石墨筒舟皿内放满石墨筒的结构示意图。

[0012] 图2是本发明实施例的一个石墨筒示意图。

[0013] 图3是本发明实施例用的收卷机中的传动轴示意图。

[0014] 图4是收卷管芯的示意图。

具体实施方式

[0015] 以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

[0016] 请参阅图1，示出本发明针对以上不足，提出一种用石墨筒支撑解决石墨膜卷状成型问题的工艺，石墨膜碳化过程中，在长度方向很容易造成不规则的断裂、穿孔，究其原因，因为石墨膜置放在高温碳化炉中，石墨膜在碳化过程中会出现膨胀，用于是采用卷状碳化，膨胀的石墨膜相互挤压，导致石墨膜出现裂纹，本发明在考虑石墨膜在高温状态必然出现一定程度膨胀的特点，独特设计其合理的膨胀空间，石墨膜不至于相互挤压，解决卷状人工合成石墨片在高温烧结过程中的断裂问题。

[0017] 如图1，为石墨筒舟皿内放满石墨筒的示意图，在本实施例中，舟皿6放置了20个石墨筒，石墨筒排列在舟皿6内。

[0018] 如图2，其为一个石墨筒的示意图，其包含内石墨筒41和外石墨筒42，外石墨筒42和内石墨筒41的空间间距为R，外石墨筒42和内石墨筒41间隔的空间是用来放置PI膜卷。

[0019] 如图3，为收卷机中的传动轴示意图，其包含第一传动轴1和第二传动轴2，还包含定型杆3，定型杆3置于第一传动轴1和第二传动轴2中间方向，定型杆3的作用是用来调整第一传动轴1和第二传动轴2之间的膜的张力大小，进而来调整收卷后的PI膜卷的膜间隙。

[0020] 如图4，为收卷管芯的示意图，其外径大于内石墨筒41的外径，这样能确保PI膜卷内套入到内石墨筒41上，而且有膨胀空间。

[0021] 步骤如下：（1）对PI膜进行分条，人工合成石墨片的原材料是聚酰亚胺(PI)薄膜，简称PI膜，按照后续生产规格要求进行分条；

[0022] （2）采用收卷机对PI膜进行收卷，通过阀门开关将第一传动轴1和第二传动轴2张开；

[0023] （3）然后将PI膜绕过定型杆3，并穿过第一传动轴1和第二传动轴2拉至收卷管芯处手动收卷两圈，在收卷的过程中，定型杆3来回移动调整来不断地修正第一传动轴1和第二传动轴2之间的膜张力；

[0024] （4）通过收卷机设定收卷参数，具体的是设计收卷速度及膜张力大小,收卷好形成PI膜卷；

[0025] （5）准备好相应规格的舟皿6，并清洁干净，然后嵌入用于固定石墨筒的定位环；

[0026] （6）PI膜卷放入舟皿6后套入石墨筒，具体的是套入内石墨筒41和外石墨筒42；内石墨筒41在PI膜卷中心，外石墨筒42在PI膜卷外圈，再在PI膜卷外面套入碳纸，再调整位置，使石墨筒与PI膜卷四周的间隙均匀；重复上述步骤，直至放满一层舟皿；

[0027] 本发明在收卷过程控制膜与膜的间距来实现对收卷膜的卷厚度和间隙进行控制，然后在PI膜卷中间套入石墨筒，内石墨筒41和外石墨筒42，限定石墨卷的容置空间，在烧结过程中，石墨卷会出现一定程度的膨胀，其膨胀一般体现在向PI膜卷中心的膨胀，和向PI膜卷外圈方向的膨胀，由于在卷中心的内石墨筒41限定了PI膜卷膨胀程度，在卷外圈设置的外石墨筒42限定了收卷膜向外膨胀程度，因此收卷膜不会发散膨胀，而是在限定的空间膨胀，石墨筒支撑的方式支撑力均匀，其发生裂纹的可能性降低了很多，在以往的石墨化过程中，通常会产生收卷膜断裂导致产品报废率35% 40%，采用本工艺，石墨筒支撑方式将产品~的报废降低至10 15%，对产品的外观平整度有显著提升改善。降低产品投料成本，提升石墨~
膜的良品率。

[0028] 通过石墨筒支撑方式解决传统卷状人工合成石墨片在高温烧结过程中的断裂问题；传统收卷过程中断裂导致产品报废率35% 40%，石墨筒支撑方式将产品的报废降低至10~15%，对产品的外观平整度有显著提升改善。降低产品投料成本，提升石墨膜的良品率。
~

[0029] 在具体实施过程中，个别的实施例是省去外石墨筒42，因为在舟皿6在放满PI膜卷的状况下，PI膜卷排列在一起，其向外的膨胀空间也是限定的，因此省去外石墨筒42也可以达到相同的效果，但是相对而言，有外石墨筒42的效果更好。

[0030] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。