CN102343321A - 涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法，所述涂覆方法防止间歇涂覆中的涂覆溶液的吸引现象，使得涂覆的不合格率降低，从而提高了产品质量。在一个实施例中，涂覆设备的真空室系统包括连接到涂覆设备的涂覆溶液出口的真空室。声压产生单元连接到真空室的一个区域，以产生声压。缓冲罐设置在真空室和声压产生单元之间。在真空室系统中，还在真空室和缓冲罐之间设置控制单元。控制单元控制空气使空气被选择性地吸入真空室和声压产生单元中或者与真空室和声压产生单元阻断。

Description

涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法

本申请要求于2010年8月3日递交到韩国知识产权局的第10-2010-0074957号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明的方面涉及涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法，更具体地讲，涉及可以提高产品质量的涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法。

背景技术

通常，涂覆设备包括涂覆溶液入口和涂覆溶液出口。如果涂覆溶液被供应到涂覆设备的涂覆溶液入口，则其沿着涂覆溶液流动路径通过涂覆溶液出口喷涂。在这种情况下，在基材沿着在涂覆溶液出口侧的一个方向转移时执行涂覆。

当在基材的涂覆中执行薄膜涂覆或者高速涂覆时，涂覆溶液的涂覆珠粒沿着关于基材执行涂覆的方向从上游侧被推向下游侧。因此，涂覆珠粒的形状被修改，因此，可能执行不了涂覆。

发明内容

在一个实施例中，提供一种涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法，所述真空室系统包括控制单元，所述控制单元用于控制空气使空气被选择性地吸入附着到涂覆设备的真空室和缓冲罐中，从而防止在间歇涂覆中的涂覆溶液的吸引现象。

根据本发明的方面，提供一种涂覆设备的真空室系统，该系统包括：真空室，连接到涂覆设备的涂覆溶液出口；声压产生单元，连接到真空室的一个区域，以产生声压；缓冲罐，设置在真空室和声压产生单元之间，其中，还在真空室和缓冲罐之间设置控制单元，控制单元控制空气使空气被选择性地吸入真空室和声压产生单元中或者与真空室和声压产生单元阻断。

控制单元可形成有第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和所述第二控制单元控制空气使空气被独立地吸入真空室和声压产生单元或者与真空室和声压产生单元阻断。

控制单元可被形成为三通开关阀。

三通开关阀可被手动或自动地操作。

在控制单元的操作下，缓冲罐可以暂时地吸收由声压产生单元产生的声压。

声压产生单元可被形成为风扇。

用于打开/关闭涂覆溶液出口的间歇式单元可进一步形成在涂覆溶液出口处。

在将活性材料浆涂覆在二次电池的金属基材上时可使用涂覆设备。

根据本发明的方面，提供一种利用涂覆设备的真空室系统的间歇涂覆方法，该方法包括：在空气与真空室和声压产生单元阻断从而声压作用于真空室的状态下，通过控制第一控制单元和第二控制单元来形成涂覆部分；在空气被独立地吸入真空室和声压产生单元中的状态下，通过控制第一控制单元和第二控制单元来形成非涂覆部分。

在形成涂覆部分的步骤中，第一控制单元可将真空室和声压产生单元控制为彼此连接。

在形成涂覆部分的步骤中，第二控制单元可将真空室和声压产生单元控制为彼此连接。

在形成非涂覆部分的步骤中，第一控制单元在阻断真空室和声压产生单元的同时可控制空气使空气被吸入真空室中。

在形成非涂覆部分的步骤中，第二控制单元在阻断真空室和声压产生单元的同时可控制空气使空气被吸入声压产生单元中。

如上所述，根据本发明的实施例，在间歇涂覆中防止涂覆溶液的吸引现象，使得涂覆的不合格率可减小，从而提高了产品的质量。另外，间歇涂覆被平稳地执行，从而提高了生产率。

附图说明

附图与说明书一起示出本发明的示例性实施例，且附图与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的实施例的利用具有附着到涂覆设备的真空室系统的涂覆设备制备涂覆材料的工艺的示意性工艺视图。

图2A是示出涂覆珠粒的形状在薄膜涂覆或者高速涂覆中被改变的状态的剖视图。

图2B是示出利用真空室在涂覆珠粒中产生声压的状态的剖视图。

图3是示出在涂覆部分的端部(非涂覆部分始于该端部)发生吸引现象(attraction phenomenon)的状态的平面图。

图4是示出根据本发明的实施例的涂覆设备的真空室系统的剖视图。

图5是示出根据本发明的实施例的空气没有被吸入到涂覆设备的真空室系统的状态的框图。

图6是示出根据本发明的实施例的空气被吸入涂覆设备的真空室系统中的状态的框图。

图7是示出根据本发明的实施例的利用涂覆设备的真空室系统来涂覆材料的状态的平面图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，仅通过示例的方式示出和描述本发明的仅仅某些示例性实施例。如本领域技术人员应当认识到的，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改。因此，附图和描述将被认为本质上是示例性而非限制性的。另外，当元件被指出“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者该元件可以间接地在另一元件上并且该元件和另一元件之间设置有一个或多个中间元件。另外，当元件被指出“连接到”另一元件时，该元件可直接连接到另一元件，或者该元件可间接连接到另一元件并且该元件与另一元件之间设置有一个或多个中间元件。以下，相同的标号涉及相同的元件。

以下，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的涂覆设备的真空室系统和利用该真空室系统的涂覆方法。

图1是根据本发明的实施例的利用具有附着到涂覆设备的真空室系统的涂覆设备制备涂覆材料的工艺的示意性工艺视图。

参照图1，缠绕在辊20的两侧上的基材10被安装为连续地转移。涂覆设备30、干燥设备40和割缝(slitting)设备50被顺序地安装在基材10上。根据实施例的涂覆设备30可以应用在各个领域。然而，在下面的实施例中将描述将活性材料浆涂覆在二次电池的金属基材上的涂覆设备。

首先，通过混合粘合剂与溶剂来制造粘合剂溶液，然后通过将活性材料与导电剂或添加剂混合在粘合剂溶液中来制备活性材料浆。随后，利用涂覆设备30将活性材料浆涂覆在基材10上，然后利用干燥设备40来干燥。在执行滚压以增加活性材料的容量密度之后，利用割缝设备50执行割缝，从而获得宽度恒定的涂覆基材。

这里，活性材料浆指其含有溶剂的状态，活性材料指通过干燥活性材料浆来从活性材料浆移除溶剂的状态。

图2A是示出涂覆珠粒的形状在薄膜涂覆或者高速涂覆中被改变的状态的剖视图。图2B是示出利用真空室在涂覆珠粒中产生声压的状态的剖视图。

参照图2A和图2B，可利用诸如槽凸模(slot die)的涂覆设备的主体部分30a和30b(见图4)来执行薄膜涂覆或者高速涂覆。在这种情况下，通过形成在涂覆设备的主体部分30a和30b之间的涂覆溶液出口32喷涂的涂覆溶液100的涂覆珠粒沿着基材10前进的方向从上游侧被推到下游侧。当利用涂覆设备的主体部分30a和30b执行涂覆时，涂覆珠粒的形状可能发生改变102。

为了防止这样的问题，真空室60可被设置成将涂覆珠粒拉到上游侧。使声压作用于真空室60的内部，从而正常地形成涂覆珠粒。缓冲罐70(见图4)和声压产生单元80(见图4)进一步被包括在真空室系统中，从而使声压作用于真空室60的内部。随后在图4到图6中将描述它们的详细描述。

图3是示出在涂覆部分的端部(非涂覆部分从该端部开始)发生吸引现象的状态的平面图。

参照图3，在利用具有附着到涂覆设备的图2B的真空室系统的涂覆设备执行连续涂覆的情况中，其通过声压的操作平稳地执行。然而，在利用具有附着到涂覆设备的图2B的真空室系统的涂覆设备执行间歇涂覆的情况中，发生如图3中所示的涂覆溶液的吸引现象101。

在利用用于执行间歇涂覆的间歇阀(或者其他种类的间歇式单元)来控制涂覆溶液出口32的打开/关闭的情况中，涂覆部分100a和非涂覆部分100b交替地形成在基材10上。这里，非涂覆部分100b是不被执行涂覆的部分。即，涂覆部分100a间断地形成。

发生吸引现象101的原因是在间歇阀关闭时涂覆溶液被吸引到涂覆溶液出口32的内侧。在这种情况下，在真空室中作用的声压防止间歇阀吸引涂覆溶液。结果，在间歇涂覆的涂覆部分100a完成时所在的每个点发生吸引现象。

图4是示出根据本发明的实施例的涂覆设备的真空室系统的剖视图。

参照图4，根据该实施例的涂覆设备的真空室系统包括真空室60、缓冲罐70、声压产生单元80以及控制单元90a和90b。

真空室60连接到涂覆设备30的涂覆溶液出口32。缓冲罐70通过管等连接到真空室60的一个区域，声压产生单元80也通过管等连接到缓冲罐70。

将简要地描述涂覆设备30。涂覆设备30包括第一主体部分30a、第二主体部分30b、涂覆溶液入口31和涂覆溶液出口32。第一主体部分30a和第二主体部分30b被装配成在它们之间设置有特定间隙，所述间隙的一侧可以是涂覆溶液出口32。

涂覆溶液供应单元(未示出)可被设置到涂覆溶液入口31，涂覆溶液入口31可延伸到连接到所述间隙的涂覆溶液流动路径。通过在涂覆溶液出口32的旁边的辊20来使材料10沿固定方向转移，通过从涂覆溶液出口32喷涂的涂覆溶液100执行涂覆。

声压产生单元80被形成为风扇等，并产生声压，以将声压经由缓冲罐70供应到真空室60。这里，声压指低于气压的压强，通过连接到真空室60的涂覆溶液出口32喷涂的涂覆溶液100受声压的影响。

缓冲罐70可在下面将描述的控制单元90a和90b的操作中暂时地吸收从声压产生单元80产生的声压。即，缓冲罐70可以是暂时地吸收在控制单元90a和90b的操作中产生的压强的压力罐或震动吸收罐。因此，不稳定的声压可以在缓冲罐70中被稳定，以将稳定的声压供应到真空室60。

控制单元90a和90b可进一步设置在真空室60和缓冲罐70之间。第一空气供应单元91a和第二空气供应单元91b可以分别设置在控制单元90a和90b的附近，用于提供空气。可以操作控制单元90a和90b，使得通过第一空气供应单元91a和第二空气供应单元91b供应的空气分别被选择性地吸入真空室60和声压产生单元80中或者分别与真空室60和声压产生单元80阻断。

控制单元可形成有第一控制单元90a和第二控制单元90b，所述第一控制单元90a和第二控制单元90b被操作成使得空气被吸入真空室60和声压产生单元80或者与真空室60和声压产生单元80阻断。控制单元90a和90b可被形成为三通开关阀。在这种情况下，三通开关阀可被手动或者自动地操作。

图5是示出根据本发明的实施例的空气没有被吸入到涂覆设备的真空室系统的状态的框图。

参照图5，在根据本实施例的利用涂覆设备的真空室系统间歇地执行涂覆的情况中，可通过控制第一控制单元90a和第二控制单元90b来供应真空室60的声压或者阻断真空室60的声压。

在形成涂覆部分100a的情况下(见图7)，在空气与真空室60和声压产生单元80阻断的状态下控制第一控制单元90a和第二控制单元90b，从而使声压作用于真空室60。

在这种情况下，第一控制单元90a可被控制为使得真空室60被连接到声压产生单元80。第一控制单元90a可控制三个方向A、B和C(真空室60(A)、声压产生单元80(B)和第一空气供应单元91a(C))的打开/关闭。即，当形成涂覆部分100a的同时，第一控制单元90a可打开A和B并关闭C。

第二控制单元90b也可被控制为使得真空室60被连接到声压产生单元80。第二控制单元90b可控制三个方向D、E和F(真空室60(D)、声压产生单元80(E)和第二空气供应单元91b(F))的打开/关闭。即，当形成涂覆部分100a的同时，第二控制单元90b可打开D和E并关闭F。

因此，当形成涂覆部分100a时，声压可以形成在真空室60中。

图6是示出根据本发明的实施例的空气被吸入涂覆设备的真空室系统中的状态的框图。

参照图6，在形成非涂覆部分100b(见图7)的情况下，第一控制单元90a和第二控制单元90b被控制为处于空气被独立地吸入真空室60和声压产生单元80中的状态中。

在这种情况下，当阻断真空室60和声压产生单元80的同时，第一控制单元90a可控制空气使其被吸入真空室60中。第一控制单元90a可控制三个方向A、B和C(真空室60(A)、声压产生单元80(B)和第一空气供应单元91a(C))的打开/关闭。即，在形成非接触部分100b的同时，第一控制单元90a可通过打开A和C并关闭B来控制空气使其被吸入。

在阻断真空室60和声压产生单元80的同时，第二控制单元90b可控制空气被独立地吸入缓冲罐70和声压产生单元80。第二控制单元90b可控制三个方向D、E和F(真空室60(D)、声压产生单元80(E)和第二空气供应单元91b(F))的打开/关闭。即，在形成非涂覆部分100b的同时，第二控制单元90b可通过打开E和F并关闭D来控制空气使其被吸入。

图7是示出根据本发明的实施例的利用涂覆设备的真空室系统来涂覆材料的状态的平面图。

参照图7，涂覆溶液被间歇地涂覆在基材上。在这种情况下，基材10从左边被转移到右边，涂覆部分100a和非涂覆部分100b交替地形成。如果利用根据本实施例的涂覆设备的真空室系统执行涂覆，则在涂覆部分100a的端部H不太可能发生吸引现象，如图7中所示。

如图5和图6中所述，当形成涂覆设备100a(G到H)时，第一控制单元90a和第二控制单元90b控制空气与真空室60和声压产生单元80阻断。当形成非涂覆部分100b(H到I)时，第一控制单元90a和第二控制单元90b控制空气以被独立地吸入到真空室60和声压产生单元80中。因此，可以防止在涂覆部分100a的端部H处产生吸引现象。

示例性实施例

在利用根据本实施例的涂覆设备的真空室系统的间歇涂覆中，利用粘度为1500cPs的浆以5.3m/min的涂覆速度以100μm的涂覆厚度执行间歇的涂覆。在这种情况下，涂覆部分100a的宽度为5m，非涂覆部分100b的宽度为1m。

在没有使用真空室60的情况下，涂覆部分100a的发生吸引现象的端部的长度小于0.5mm(这是非常小的)。然而，在利用真空室60执行间歇的涂覆的情况下，涂覆部分100a的发生吸引现象的端部的长度大约为2mm。在这种情况下，真空室60的声压为0.3kPa。

为了改善发生在涂覆部分100a的端部的吸引现象，利用根据本实施例的真空室系统执行涂覆，并测量涂覆部分100a的端部的吸引长度。所测得的涂覆部分100a的端部的吸引长度是0.5mm，这恢复到没有使用真空室60时的吸引长度。

以下，将描述根据本实施例的涂覆设备的真空室系统的操作。

在涂覆设备的真空室系统中，第一控制单元90a和第二控制单元90b被设置在真空室60与缓冲罐70之间。第一控制单元90a和第二控制单元90b控制空气使其被独立地吸入到真空室60和声压产生单元80。

第一控制单元90a和第二控制单元90b可被自动地配置为结合间歇的涂覆过程来操作。当执行涂覆时，空气没有被吸入真空室60和声压产生单元80中，但是声压形成在真空室60中。即，真空室60中的空气被吸引到声压产生单元80的侧部。

当阻挡涂覆溶液以执行间歇的涂覆时，第一控制单元90a和第二控制单元90b控制空气使其被独立地吸入真空室60和声压产生单元80中。即，空气被独立地吸入真空室60和声压产生单元80中，使得在真空室60中的空气不被吸入声压产生单元80中。在这种情况下，连接到第一控制单元90a的第一空气供应单元91a的空气被吸入真空室60中，使得声压消除。连接到第二控制单元90b的第二空气供应单元91b的空气被吸入声压产生单元80中。

这里，可能在第一控制单元90a和第二控制单元90b分别打开/关闭时提供偏移量。因此，可另外地设置用于精确地调节第一控制单元90a和第二控制单元90b分别被打开/关闭的时间的单元。

在通过上述工艺形成涂覆部分100a和非接触部分100b并且再次形成涂覆部分100a的情况下，在第一控制单元90a的位置和第二控制单元90b的位置分别回到初始位置的状态下执行涂覆。

虽然已经结合某些示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (13)

1.一种涂覆设备的真空室系统，该真空室系统包括：

真空室，连接到涂覆设备的涂覆溶液出口；

声压产生单元，连接到真空室的一个区域，以产生声压；

缓冲罐，设置在真空室和声压产生单元之间，

其中，还在真空室和缓冲罐之间设置控制单元，控制单元控制空气使空气被选择性地吸入真空室和声压产生单元中或者与真空室和声压产生单元阻断。

2.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，控制单元形成有第一控制单元和第二控制单元，所述第一控制单元和所述第二控制单元控制空气使空气被独立地吸入真空室和声压产生单元或者与真空室和声压产生单元阻断。

3.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，控制单元被形成为三通开关阀。

4.根据权利要求3所述的真空室系统，其中，所述三通开关阀被手动或自动地操作。

5.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，在控制单元的操作下，缓冲罐暂时地吸收由声压产生单元产生的声压。

6.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，声压产生单元为风扇。

7.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，用于打开/关闭涂覆溶液出口的间歇式单元进一步形成在涂覆溶液出口处。

8.根据权利要求1所述的真空室系统，其中，在将活性材料浆涂覆在二次电池的金属基材上时使用涂覆设备。

9.一种间歇涂覆方法，所述间歇涂覆方法利用具有连接到涂覆溶液出口的真空室、声压产生单元和缓冲罐的系统，该间歇涂覆方法包括：

在空气与真空室和声压产生单元阻断从而声压被提供到真空室的状态下，通过控制第一控制单元和第二控制单元来形成涂覆部分；

在空气被独立地吸入真空室和声压产生单元中的状态下，通过控制第一控制单元和第二控制单元来形成非涂覆部分。

10.根据权利要求9所述的间歇涂覆方法，其中，在形成涂覆部分的步骤中，第一控制单元将真空室和声压产生单元控制为彼此连接。

11.根据权利要求9所述的间歇涂覆方法，其中，在形成涂覆部分的步骤中，第二控制单元将真空室和声压产生单元控制为彼此连接。

12.根据权利要求9所述的间歇涂覆方法，其中，在形成非涂覆部分的步骤中，第一控制单元在阻断真空室和声压产生单元的同时控制空气使空气被吸入真空室中。

13.根据权利要求9所述的间歇涂覆方法，其中，在形成非涂覆部分的步骤中，第二控制单元在阻断真空室和声压产生单元的同时控制空气使空气被吸入声压产生单元中。

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