CN115046367B - 一种电解铜箔表面干燥处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电解铜箔表面干燥处理方法，包括气体收集净化、气流稳压调整、铜箔表面干燥及气雾收集处理四个步骤。所述的电解铜箔表面干燥处理方法具有无接触、无污染、简单、快速、均匀等优点，而且所得到的铜箔具有表面洁净干燥、无色差、无刮痕、无水渍的特点。本发明还涉及一种使用该方法的装置。在使用过程中，该干燥处理方法及装置使用压力均匀的气体吹干铜箔表面，与铜箔表面不直接接触，因此不会因为铜箔表面受力不均形成色差，通过事先稳压避免因干燥不均匀形成水渍残留，有利于提高铜箔表面洁净度和颜色均一性，连续生产高质量电解铜箔。

Description

一种电解铜箔表面干燥处理方法及装置

技术领域

本发明属金属材料制造技术领域，特别是涉及一种电解铜箔表面干燥处理方法及装置。

背景技术

近年来，随着电动汽车和5G技术的高速发展，对铜箔的需求逐渐加大。同时，技术创新也伴随着对材料的更高要求，因此铜箔的生产以及质量管控也变得愈发重要。

在铜箔的生产过程中，通常采用电解的方式。铜箔在阴极辊表面生成后从电解液中转出，要先后经过酸洗和水洗两道工序以提高铜箔的表面质量。酸洗在一定程度上可以降低铜箔毛面的粗糙度，增加铜箔表面微观形貌的均一性。而酸洗后要经过喷淋管水洗以清洗去箔面的酸液，从而避免酸液对箔面的进一步损害。水洗后需要将箔面的水渍除尽，避免水渍引起铜箔表面的氧化。工业除水的方法大多是利用挤水辊挤压箔面，从而达到表面干燥的目的。通常情况下，挤水辊是一种由橡胶包覆的钢棍，橡胶面压在铜箔表面，阴极辊的转动带动挤水辊的转动将水挤出，从而实现铜箔表面干燥。

但在使用过程中，随着使用时间的延长，经常会遇到一些严重影响产品质量的问题：比如橡胶在使用过程中受酸蚀而出现掉渣现象，在铜箔表面作为杂质形成异物点；橡胶辊面受到酸蚀后表面不平整，引发铜箔局部受力不均，造成局部色差等。这些由挤水辊引发的问题通常在铜箔生产的电解工段无法当场发现，直到经过表面处理工段后才会显现。这种隐性问题显现滞后的特点往往会对铜箔质量造成重大影响，给生产企业造成巨大损失。

挤水辊引发的隐性问题一直没有太好的解决方案，而目前存在通过吹风结构除水的方案，如专利《用于电解铜箔表面处理机的干燥装置》（公开号：CN201449122U）中提及的干燥装置，包括一个干燥箱体，在该干燥箱中装有远红外电发热管，在该干燥箱的铜箔入口处设有一个抽风结构，在所述干燥箱的铜箔出口处设有冷风风刀结构。该方案通过高温蒸发法除水，整体占地面积大，且电解铜箔在进行热干前依然通过挤水辊除水，导致铜箔依然会存在因挤水辊而引发的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电解铜箔表面干燥处理方法及装置，取代挤水辊挤水除水方案，避免因挤水辊引发的隐性问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电解铜箔表面干燥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：收集压缩空气，并对压缩空气进行干燥处理以及净化处理，得到洁净干燥的高压空气；

S2：将所述高压空气进行稳压调整，通过线性气流喷口以全线相同且稳定的压力喷出；

S3：将喷出的高压空气对准箔面，将电解铜箔表面的水渍快速吹干，保证电解铜箔表面干燥；同时抽走气流吹干铜箔表面时所形成的水汽气雾，防止吹干后的铜箔再粘上水渍；

S4：电解铜箔干燥后直接转出，所述气雾通过干燥净化装置循环再利用或自然排放。

其中，所述S1中的压缩空气为空气或氮气、氩气、混合气等惰性气体。

其中，所述S2中气流稳压调整后输出的高压空气压力为0.05~1MPa，所述线性气流喷口为一条长度与铜箔宽度一致的线性狭缝。

所述S3中抽走所述水汽气雾时控制抽吸压力为-0.1~0MPa。

本发明还提供了一种电解铜箔表面干燥处理装置，设于电解铜箔生产装置的一侧，所述电解铜箔生产装置包括电解槽、阴极辊及喷水管，其特征在于，所述电解铜箔表面干燥处理装置包括通过通气管依次相连的产气装置、干燥净化装置、喷气干燥装置，还包括气雾收集装置，所述喷气干燥装置包括稳压装置及喷气腔，沿铜箔前进方向，所述喷气干燥装置设于所述喷水管的前方，所述气雾收集装置的收集口正对于所述喷气腔的喷气口喷出气流的反射方向，所述喷气口为线性气流喷口，所述线性气流喷口为一条线性狭缝，所述产气装置产出的高压气体依次经干燥净化装置干燥净化、稳压后自所述线性气流喷口喷向铜箔表面进行干燥，产生的气雾由所述气雾收集装置抽走。

进一步地，所述产气装置为空气压缩机或空气发生器，所述空气压缩机或空气发生器的出气端与储气罐相连。

进一步地，所述干燥净化装置为高压空气干燥器及高压空气净化器，所述高压空气干燥器内设有变色硅胶，所述高压空气净化器内设有滤芯净化模块，所述滤芯净化模块是由纳米多孔滤膜组成的滤芯，或是将纤维编织无纺布作为滤材的滤袋或滤筒。

进一步地，所述稳压装置为与所述干燥净化装置相连的气流缓冲腔。

进一步地，所述气流缓冲腔的另一端与喷气腔相连，所述喷气腔上设有线性气流喷口，所述线性气流喷口的长度为1~1.5m与所述阴极辊的宽度一致，所述线性气流喷口的宽度为0.5~5mm、与铜箔箔面的距离为0.5~5cm，自所述线性气流喷口喷出稳压干燥气的喷射方向与铜箔表面的运动方向夹角为90~160°，沿铜箔前进方向，所述线性气流喷口设于所述喷水管的前方15~20cm处。

进一步地，所述气雾收集装置的收集口为U型吸入口，所述U型吸入口的一端靠近于所述线性气流喷口、另一端靠近于铜箔箔面，所述U型吸入口的另一端通过通气管与气雾干燥器、气雾净化器及抽风机依次相连，所述U型吸入口的长度与所述阴极辊的长度一致、长度为1~1.5m、宽度为3~10cm，所述U型吸入口靠近铜箔箔面的一端与箔面距离为5~10mm。

有益效果

本发明提供的方法是一种无接触的干燥方法，利用气流吹干，将箔面的水清除干净又不会堆箔面造成物理性损伤，同时还能降低异物挤压可能造成的堆阴极辊的损伤。

本发明提供的方法及装置绿色无污染，仅利用空气压力除水，不涉及有毒有害或难降解物质的排放。

本发明提供的方法及装置避免了挤水辊的使用，大大降低生产成本，采用本发明的方法设计的装置结构简单，成本低廉。

本发明提供的方法及装置可同时有效清洁铜箔表面的异物及脱落的铜粉，极大提高了铜箔表面的洁净度，保证了铜箔的成品质量。

本发明还通过对高压气流进行事先稳压，避免因干燥不均匀形成水渍残留，有利于提高铜箔表面洁净度和颜色均一性，连续生产高质量电解铜箔。

附图说明

图1为采用一种电解铜箔表面干燥处理方法的装置结构示意图。

图2为图1中所述装置与阴极辊相近位置的放大示意图。

图3为图2中线性气流喷口与阴极辊相近位置的放大示意图。

其中，1-空气压缩机；2-储气罐；3-高压空气干燥器；4-高压空气净化器；5-气雾干燥器；6-气雾净化器；7-抽风机；8-电解槽；9-阴极辊；10-铜箔；11-气流缓冲腔；12-喷气腔；13-U型吸入口；14-线性气流喷口；15-喷水管。

各图中相同标记代表同一部件。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明提供了一种电解铜箔表面干燥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、气体收集净化：收集压缩空气，并对压缩空气进行干燥处理以及净化处理，得到洁净干燥的高压空气；

S2、气流稳压调整：将所述高压空气进行稳压调整，通过线性气流喷口以全线相同且稳定的压力喷出；

S3、将喷出的高压空气对准箔面，将电解铜箔表面的水渍快速吹干，保证电解铜箔表面干燥；同时抽走气流吹干铜箔表面时所形成的水汽气雾，防止吹干后的铜箔再粘上水渍；

S4、电解铜箔干燥后直接转出，所述气雾通过干燥净化装置循环再利用或自然排放。

其中，所述S1中的压缩空气为空气或氮气、氩气、混合气等惰性气体。

所述S2中滤波稳压调整后输出的高压空气压力为0.05~1MPa，所述线性气流喷口为一条长度与铜箔宽度一致的线性狭缝。

所述S3中抽走所述水汽气雾时控制抽吸压力为-0.1~0MPa。

如图1、2、3所示，本发明还提供了一种运用了以上电解铜箔表面干燥处理方法的电解铜箔表面干燥处理装置，设于电解铜箔生产装置的一侧。所述电解铜箔生产装置为现有技术，包括电解槽8、阴极辊9及喷水管15。铜箔10于所述电解槽8中电解生成后，随阴极辊9的转动自电解液中转出，经过酸洗后再经所述喷水管15喷水水洗。所述喷水管15是用于水洗铜箔10表面的装置，为一根钢管，表面特定位置有一排喷水喷头，水流喷出后在箔面形成一个连续面，实现铜箔10表面均匀水洗的效果。

所述电解铜箔表面干燥处理装置包括通过通气管依次相连的产气装置、干燥净化装置、喷气干燥装置，还包括气雾收集装置，所述喷气干燥装置包括稳压装置及喷气腔12，沿铜箔10前进方向，所述喷气干燥装置设于所述喷水管15的前方，所述气雾收集装置的收集口正对于所述喷气腔12的喷气口喷出气流的反射方向，所述喷气口为线性气流喷口14，所述线性气流喷口14为一条线性狭缝，所述产气装置产出的高压气体依次经干燥净化装置干燥净化、稳压后自所述线性气流喷口14喷向铜箔10表面进行干燥，产生的气雾由所述气雾收集装置抽走。

进一步地，所述产气装置为空气压缩机1或空气发生器，所述空气压缩机1或空气发生器的出气端与储气罐2相连。产出的高压气体暂存在所述储气罐2中，可以保持气压，减少释放时产生的气压波动。

进一步地，所述干燥净化装置为高压空气干燥器3及高压空气净化器4，所述高压空气干燥器3内设有变色硅胶，以除去高压空气中的水汽、挥发性有机小分子等气态杂质组分。所述高压空气净化器4内设有滤芯净化模块，所述滤芯净化模块是由纳米多孔滤膜组成的滤芯，或是将纤维编织无纺布作为滤材的滤袋或滤筒，以除去高压空气中的固体杂质。所述产气装置产生的高压气体经过所述干燥净化装置后得到洁净干燥的高压空气。

进一步地，所述稳压装置为与所述干燥净化装置相连的气流缓冲腔11，主要用于各种***中缓冲***的压力波动，使***工作更平稳，在本发明中可将其输出气压设置为0.05~1MPa，优选为0.3~0.5MPa。

进一步地，所述气流缓冲腔11的另一端与喷气腔12相连，所述喷气腔12上设有线性气流喷口14，所述线性气流喷口14的长度为1~1.5m与所述阴极辊9的宽度一致。所述线性气流喷口14的宽度为0.5~5mm，优选为1~3mm。与铜箔10箔面的距离为0.5~5cm，优选为1~1.5cm。自所述线性气流喷口14喷出稳压干燥气的喷射方向与铜箔10表面的运动方向夹角为90~160°，优选为120~150°。沿铜箔10前进方向，所述线性气流喷口14设于所述喷水管15的前方15~20cm处，优选为15cm，可以保证喷水管15喷出的水被完全吹干。经过气流缓冲腔11的调整后，所述线性气流喷口14在内部线性方向上可保证更高精度的气流均匀供应。

进一步地，所述气雾收集装置的收集口为U型吸入口13，所述U型吸入口13的一端靠近于所述线性气流喷口14、另一端靠近于铜箔10箔面，所述U型吸入口13的另一端与通过通气管气雾干燥器5、气雾净化器及抽风机7依次相连。所述抽风机7的抽吸负压可设置为-0.1~0MPa，优选为-0.02MPa。所述U型吸入口13的长度与所述阴极辊9的长度一致、长度为1~1.5m、宽度为3~10cm，所述U型吸入口13靠近铜箔10箔面的一端与箔面距离为5~10mm。

进一步地，通过具体实施例来描述上述方法及装置的实施情况：

实施例

使用空气作为工作气体，经过干燥和净化后通入气流缓冲腔11，调整气流缓冲腔11内气压为0.3 MPa。将线性气流喷口14固定在喷水管上方15 cm处，气流喷射狭缝宽度为1mm，气流喷射方向与阴极辊9运动方向夹角为120º，线性气流喷口14与箔面的距离为15 mm。将气雾收集U型吸入口13固定于气流缓冲腔11下方，调整角度使U型吸入口13一端紧靠喷气腔12，另一端与箔面距离为10 mm，利用抽风机7抽气使U型吸入口13内压力为-0.02 MPa。长期连续工作，观察箔面质量（包 v括表面处理后出现的因水洗干燥引起的箔面问题）并记录。

实施例

使用氮气作为工作气体，经过干燥和净化后通入气流缓冲腔11，调整气流缓冲腔11内气压为0.5 MPa。将线性气流喷口14固定在喷水管上方15 cm处，气流喷射狭缝宽度为3mm，气流喷射方向与阴极辊9运动方向夹角为150º，线性气流喷口14与箔面的距离为15 mm。将气雾收集U型吸入口13固定于气流缓冲腔11下方，调整角度使U型吸入口13一端紧靠喷气腔12，另一端与箔面距离为5 mm，利用抽风机7抽气使U型吸入口13内压力为-0.02 MPa。长期连续工作，观察箔面质量（包括表面处理后出现的因水洗干燥引起的箔面问题）并记录。

对照例1

使用空气作为工作气体，经过干燥和净化后直接通过狭缝线性气流喷口14喷出，喷口处气压为0.3 MPa。将线性气流喷口14固定在喷水管上方15 cm处，气流喷射狭缝宽度为1 mm，气流喷射方向与阴极辊9运动方向夹角为120º，线性气流喷口14与箔面的距离为15mm。将气雾收集U型吸入口13固定于气流喷口14下方，调整角度使U型吸入口13一端紧靠气流喷口14，另一端与箔面距离为10 mm，利用抽风机7抽气使U型吸入口13内压力为-0.02MPa。长期连续工作，观察箔面质量（包括表面处理后出现的因水洗干燥引起的箔面问题）并记录。

对照例2

在水洗喷管上方15 cm处安装挤水辊（行业内普遍使用的挤水辊，表面为黑色橡胶，邵氏硬度A为65～85），将挤水辊压在铜箔10表面，保持挤水辊平行于阴极辊9表面，利用阴极辊9的转动带动挤水辊转动。长期连续工作，观察箔面质量（包括表面处理后出现的因水洗干燥引起的箔面问题）并记录。

比对结果：

注：只记录统计因干燥工序引起的问题。“色差”表示因挤辊表面不平引起的色差；“白点”表示因水雾收集不足引起的箔面白斑。

通过对比实施例及对照例可知：传统的挤水辊能较好地干燥铜箔表面，但是随着使用时间的延长，挤水辊的表面会出现很多质量问题，而引起色差等外观问题。实施例1中通过本发明提供的气流干燥法，通过线性气流喷口提供的稳定气流同样可以满足干燥铜箔表面的需求，且在最长6个月的观察中显示铜箔表面干燥效果良好、颜色均匀，长期使用稳定。而在对照例1中，没有施行本发明提供的气流干燥法中的S2步骤，即未经过气流缓冲腔对气流压力的调节，使线性气流喷***出的气体压力不均一，U型吸入口无法收集全部的水雾，导致箔面的局部位置出现气雾白斑不良。

由此可见，本发明所提供的铜箔表面干燥方法具有干燥效果好，连续生产稳定的优点，对电解铜箔生产的质量提升具有重要的意义。

Claims (7)

1.一种电解铜箔表面干燥处理装置，设于电解铜箔生产装置的一侧，所述电解铜箔生产装置包括电解槽（8）、阴极辊（9）及喷水管（15），其特征在于，所述电解铜箔表面干燥处理装置包括通过通气管依次相连的产气装置、干燥净化装置、喷气干燥装置，还包括气雾收集装置，所述喷气干燥装置包括稳压装置及喷气腔（12），沿铜箔（10）前进方向，所述喷气干燥装置设于所述喷水管（15）的前方，所述气雾收集装置的收集口正对于所述喷气腔（12）的喷气口喷出气流的反射方向，所述喷气口为线性气流喷口（14），所述线性气流喷口（14）为一条线性狭缝，所述产气装置产出的高压气体依次经干燥净化装置干燥净化、稳压后自所述线性气流喷口（14）喷向铜箔（10）表面进行干燥，产生的气雾由所述气雾收集装置抽走，所述稳压装置为与所述干燥净化装置相连的气流缓冲腔（11），所述气流缓冲腔（11）的一端与喷气腔（12）相连，所述喷气腔（12）上设有线性气流喷口（14），所述线性气流喷口（14）的长度为1~1.5m、与所述阴极辊（9）的宽度一致，所述线性气流喷口（14）的宽度为0.5~5mm、与铜箔（10）箔面的距离为0.5~5cm，自所述线性气流喷口（14）喷出稳压干燥气的喷射方向与铜箔（10）表面的运动方向夹角为90~160°，沿铜箔（10）前进方向，所述线性气流喷口（14）设于所述喷水管（15）的前方15~20cm处。

2.根据权利要求1所述的一种电解铜箔表面干燥处理装置，其特征在于，所述产气装置为空气压缩机（1）或空气发生器，所述空气压缩机（1）或空气发生器的出气端与储气罐（2）相连。

3.根据权利要求1所述的一种电解铜箔表面干燥处理装置，其特征在于，所述干燥净化装置为高压气体干燥器（3）及高压气体净化器（4），所述高压气体干燥器（3）内设有变色硅胶，所述高压气体净化器（4）内设有滤芯净化模块，所述滤芯净化模块是由纳米多孔滤膜组成的滤芯，或是将纤维编织无纺布作为滤材的滤袋或滤筒。

4.根据权利要求1所述的一种电解铜箔表面干燥处理装置，其特征在于，所述气雾收集装置的收集口为U型吸入口（13），所述U型吸入口（13）吸气端的一端靠近于所述线性气流喷口（14）、吸气端的另一端靠近于铜箔（10）箔面，所述U型吸入口（13）的出气端通过通气管与气雾干燥器（5）、气雾净化器（6）及抽风机（7）依次相连，所述U型吸入口（13）的长度与所述阴极辊（9）的宽度一致、长度为1~1.5m，所述U型吸入口（13）的宽度为3~10cm，所述U型吸入口（13）靠近铜箔（10）箔面的一端与箔面距离为5~10mm。

5.一种电解铜箔表面干燥处理方法，其特征在于，使用了如权利要求1~4中任意一种所述的电解铜箔表面干燥处理装置，包括以下步骤：

S1：收集压缩空气，并对压缩空气进行干燥处理以及净化处理，得到洁净干燥的高压空气；

S2：将所述高压空气进行稳压调整，通过线性气流喷口以全线相同且稳定的压力喷出；

S3：将喷出的高压空气对准箔面，将电解铜箔表面的水渍快速吹干，保证电解铜箔表面干燥；同时抽走气流吹干铜箔表面时所形成的水汽气雾，防止吹干后的铜箔再粘上水渍；

S4：电解铜箔干燥后直接转出，所述气雾通过干燥净化装置循环再利用或自然排放。

6.根据权利要求5所述的一种电解铜箔表面干燥处理方法，其特征在于，所述S2中气流稳压调整后输出的高压空气压力为0.05~1MPa，所述线性气流喷口为一条长度与铜箔宽度一致的线性狭缝。

7.根据权利要求5所述的一种电解铜箔表面干燥处理方法，其特征在于，所述S3中抽走所述水汽气雾时控制抽吸压力为-0.1~0MPa。