KR101012606B1 - 양면도포 기재의 반송장치 - Google Patents

Abstract

(과제)

전지 관련 부품의 도포(塗布)에서는, 동박(銅箔), 알루미늄 박 등의 기재(基材)에 대하여 기재 이송방향으로 다수의 선모양으로 도포하는 소위 스트라이프(stripe) 도포 혹은 기재 이송방향과 수직방향으로 단속적(斷續的)으로 도포하는 간헐 도포의 양방 또는 어느 하나를 실시하는 경우가 보통이다.

이 경우에, 기재에 대하여 도포액(塗布液)을 기재 전체 면에 도포하지 않아 기재의 양단은 비도포부가 된다. 도포가 이루어진 직후의 위치와 건조기 입구 사이에서 상기 비도포부를 파지(把持)하여 기재를 팽팽하게 함으로써 흔들림을 억제하는 효과가 있다.

(해결수단)

본 발명에서는 연속하여 흐르는 기재에 대하여, 도포가 이루어진 직후의 위치와 건조기 입구 사이에서 상기 기재의 양단을 항상 파지하여 그 전개상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

양면도포 기재의 반송장치{TRANSPORTATION DEVICE OF BOTH SIDED COATING MATERIAL}

도1은, 도포장치의 도포부, 건조부 간에 파지수단을 설치한 개요를 나타내는 도면이다.

도2는, 본 발명에 있어서의 한 쌍의 파지 롤(把持 role)을 배치한 파지수단을 나타내는 도면이다.

도3은, 본 발명에 있어서의 하류에 「팔(八)」자 모양으로 설정한 한 쌍의 파지 롤을 배치한 파지수단을 나타내는 도면이다.

도4에 있어서, (a)는 본 발명에 있어서의 하류에 파지 롤을 여러 개 연속적으로 배치한 파지수단을 나타내는 도면이고, (b)는 본 발명에 있어서의 하류에 「팔」자 모양으로 설정한 한 쌍의 파지 롤을 여러 개 연속적으로 배치한 파지수단을 나타내는 도면이다.

도5는, 도4에 나타내는 파지수단에 있어서 고정형 파지 부재(固定形 把持 部材)로 이루어지는 파지수단을 나타내는 도4의 단면A-A부의 개조도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 양면 도포기구 2 양면 도포장치

3 건조기 4 백업 롤

5 표면 다이헤드 6 이면 다이헤드

7 기재 8 표면 도포막

9 이면 도포막 10 하부 분사 노즐

11 상부 분사 노즐 20 파지수단

101 파지 롤 103 베어링

121 파지 스프링 122 리니어 액추에이터

123 체인 124 스프로킷

125 가이드 레일 126 캠 롤

130 고정형 파지 부재

이차전지(二次電池), 연료전지(燃料電池)의 전극(電極) 등으로 대표되는 양면도포 기재(兩面 塗布基材)에 대한 양면 도포장치 건조설비에 관한 것이다.

이차전지나 연료전지의 전극 등으로 대표되는 도포 기재에 있어서, 표리 양면(表裏 兩面)에 활물질(活物質 : active material)을 도포할 필요가 있지만, 종래부터 표면을 도포하고 건조시킨 후에 재차 이면에 도포하여 건조시키는 축차 양면 도포방식(逐次 兩面 塗布方式)이 주류이었다. 상기 방식으로는, 표리(表裏)의 도포면을 형성하는데에 2회에 걸쳐 도포 건조공정을 거칠 필요가 있어 생산성의 향상에 한계가 있다. 따라서 도포 시에 표리 양면을 거의 동시에 도포한 후에, 건조공정을 거쳐서 감는 양면 동시 도포방식(兩面 同時 塗布方式)의 시도가 이루어지고 있다. 이 때에, 건조공정에 들어가기 전에는 당연히 양면이 모두 젖어 있으므로 롤(role) 등으로 지지하여 반송할 수 없어 플로잉 방식(flowing 方式)에 의존할 수 밖에 없다.

이 때에, 연속하여 이송되는 기재의 단부는 도포점(塗布点)에 있어서 롤 또는 다이 등으로 지지되어 있지만, 하기 「특허문헌」에 기재된 바와 같이 그 하류 부분(下流 部分)은 건조로 내에 있어서 분사 노즐에 의한 기류(氣流) 만으로 지지되어 있어 불안정한 것이었다.

도포 기재를 제조하는 제조장치에 있어서, 연속적으로 기재의 양면에 도포한 후 건조기로 반송하는 경우에, 건조기 입구 부근에서는 기재 양면이 아직 젖은 상태이어서 롤 등의 안정된 방법으로 기재를 지지할 수 없음에 따라 기재가 흔들리게 됨으로써 이에 의한 변동이 도포점에 전달되어 도포 얼룩을 발생하게 한다.

특히, 이차전지, 연료전지 등의 전지용 부품에 대한 도포에 있어서는, 베이스 기재(base 基材)가 동박(銅箔) 또는 알루미늄 박 등의 금속으로서 무거우며 또한 도포액도 양면에 도포되기 때문에 도포 기재 단위 길이 당의 질량이 커지고 진동하기 쉬운 문제가 있었다.

(특허문헌1) 일본국 공개특허공보 특개2001-329079[0015]

(특허문헌2) 일본국 공개특허공보 특개2003-24858[0014-0015][0028]

전지 관계의 도포에서는, 동박, 알루미늄 박 등의 기재에 대하여 기재 이송방향으로 다수의 선모양으로 도포하는 소위 스트라이프(stripe) 도포 혹은 기재 이송방향과 수직방향으로 단속적(斷續的)으로 도포하는 간헐 도포의 양방 또는 어느 하나를 실시하는 경우가 보통이다.

이 경우에, 기재에 대하여 도포액을 기재 전체의 면에 도포하지 않아 기재의 양단은 비도포부(非塗布部)가 된다. 도포가 이루어진 직후의 위치와 건조기 입구 사이에서 상기 비도포부를 파지하여 기재를 팽팽하게 함으로써 흔들림을 억제하는 데에 효과가 있다.

따라서 본 발명에서는, 연속하여 이송되는 기재에 대하여, 도포가 이루어진 직후의 위치와 건조기 입구 사이에서 그 양단을 항상 파지하여 그 전개상태를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

청구항1에 기재된 바와 같이, 표리면의 도포를 완료한 직후의 기재의 흔들림을 억제하기 위하여, 한 쌍의 회전체에 의하여 기재 양단부의 비도포부를 표리면에서 파지한다. 이 때에, 기재는 하류로부터 장력에 의하여 잡아 당겨지고 있어, 파지 작용에 의하여 회전체는 기재로부터의 장력을 받아 회전한다.

또한 좌우 양측에 설치된 한 쌍의 회전체는 기재의 이송방향으로 각각 방향이 변하도록 구성되어 있고, 실제의 설치 상태로서는, 2조의 파지 회전체는 하류 방향으로 진행함에 따라 「팔」자 모양으로 설정되어 있다. 이것에 의하여 회전체는 기재의 장력에 의하여 회전력을 받고, 반대로 기재는 기재의 이송방향 및 기재의 폭방향으로 분력(分力)을 받는다.

결과적으로, 기재에 폭방향의 전개상태가 부가되어 도포점 부근의 기재의 흔들림이 방지되므로 도포 얼룩 등의 결점을 방지할 수 있도록 되어 있다. 또한 장시간 본 파지기구를 작용시키면 기재의 사행(蛇行; 지그재그 이동)에 대하여 대응할 수 없어 파지점(把持点)이 기재로부터 이탈될 가능성이 있다. 따라서 회전체의 방향을 기재 이송방향에 대하여 가변(可變)하도록 제어함으로써 기재의 이송방향을 궤도수정하여 파지점으로부터 이탈되지 않도록 하였다.

청구항1에 기재된 발명에 의하면, 확실히 기재 폭방향의 전개상태가 부가되어 일정한 효과는 얻어진다.

그러나 도포 두께가 두꺼워지는 조건으로 바뀌는 경우에는, 축방향의 전개상태를 증가시키기 위하여 하류측의 장력을 올리는 등의 수동적인 방법에 의하여만 함에 따라서 기재의 파손 등 그 이외의 문제가 발생할 가능성이 있다.

따라서 청구항2에 기재한 바와 같이, 당해 한 쌍의 롤을 기재 양측의 각각에 대하여 여러 개 연속적으로 배치하여 체인 등에 의하여 회전체를 연동하여 순차적으로 가이드함으로써 순환하도록 구성한다.

또한 이들의 순환 라인을 구동함으로써 각각의 롤에 의한 파지점(把持点)이 이동한다. 이 파지점의 이동 속도는 기재의 주행 속도에 동기하여 제어시킬 수도 있고, 상기 순환 라인이 정지된 상태에서 사용하면 청구항1에 기재된 발명과 동일한 사용법도 가능하다.

또한 기재의 속도보다 빠른 속도로 파지점을 이동시키면, 그 상대속도의 차이 만큼 기재는 하류방향으로 장력을 부가시키게 된다. 또한 이 때에, 동시에 연속하는 롤러 열을 청구항1에 있어서의 경우와 같이, 약간 「팔」자 모양으로 설정함으로써 그 힘의 제어도 가능하다.

청구항2에 기재된 발명에서는, 청구항1에 기재된 발명에 비하여 기재의 전개상태를 유지하는 힘의 제어가 보다 용이하지만, 쌍으로 되어 있는 파지 롤은, 통상 파지력(把持力)에 의하여 어느 정도 회전 방향의 저항은 발생하지만 기재의 갑작스러운 장력 변동이나 혹은 라인 제어의 과도한 장력 변동에 의하여, 예정 외의 회전을 강요당할 경우가 발생할 가능성이 있어 그 영향 때문에 당연히 기재의 전개상태에도 변동이 발생한다.

또한 청구항3에 기재된 바와 같이, 회전체의 축수부(軸受部)를 구비하지 않은 동형(同型)의 원통형 부재로 교환함으로써 기재를 충분하게 또 한 연속적으로 파지할 수 있고, 기재의 파단 응력(破斷 應力)의 범위 내에서 파지점 주변의 장력 변동에 영향을 받지 않고 도포부 주변의 기재에 안정된 전개상태를 줄 수 있다.

(실시예)

본 발명의 개요를 나타내기 위하여, 도1을 사용하여 본 발명의 양면도포 기재의 반송장치에 관한 파지수단20의 설치위치에 대하여 설명한다. 도1은 양면 도포기구1의 주요부의 기구를 나타내는 측면도로서, 이차전지, 연료전지 등에 사용되는 기재에 양면 도포장치2의 표면 다이헤드5 및 이면 다이헤드6에 의하여 양면 도포를 실시하고, 도포가 완료된 기재는 건조기3 내로 인입(引入)되어 건조기3 내의 여러 개의 하부 분사 노즐10 및 상부 분사 노즐11을 경과하여 건조가 완료된 후에, 감아들이기 위한 인장력(引張力)과 상기 분사 노즐10, 11의 분사 압력의 균형에 의하여 상하면이 비접촉으로 반송되어 간다.

이 때에, 양면 도포 직후 즉 양면 도포장치2 직후의 위치에 있어서, 기재의 도포부 즉 기재 자신을 롤러 등으로 지지할 수 없으므로 소위 기재의 흔들림이 발생해버린다.

본 발명에서는, 상기 흔들림 현상을 막고 양면 도포기구를 통하여 양면 도포가 되는 기재의 도포 얼룩 등을 방지하기 위하여, 양면 도포장치2와 건조기3 사이에 본 발명의 파지수단20을 설치한다. 기재를 롤 등으로 지지할 수 없으므로, 양면 도포를 위하여 기재의 양단을 파지하는 당해 파지수단20에 대하여 실시예로서 하기에 설명한다.

(실시예1)

실시예에 관한 명세서(明細書)에 있어서, 도1을 사용하여 파지수단20의 권장되는 설치위치를 나타냈지만, 청구항1에 나타낸 본 발명에 있어서의 그 가장 기본구성인 파지수단20에 대하여 도2를 사용하여 설명한다.

도2는, 도1에 나타낸 파지수단20의 설치위치에 있어서 설치하는 파지수단20의 기본구성의 정면도와 측면도이다. 파지수단20은, 이미 양면 도포가 실시된 기재7을 반송하는 도포 헤드의 표면 다이헤드5와 이면 다이헤드6을 경과한 후의 하류측과 건조기의 사이에 설치되고, 그 기구는 기재의 폭방향으로 양단을 지지하는 프레임에 장착되고 또한 파지 스프링121을 끼운 상태에서 축에 의하여 베어링103을 지지하는 파지 롤101로 기재7의 각 상하의 양단을 파지함으로써, 양면 도포기구1의 제조공정을 거치는 과정에 있어서의 이면도포를 하는 이면 다이헤드6의 공정이 완료된 후의 기재7의 흔들림을 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻을 수 있었다.

또한 당해 실시예에 있어서의 파지수단20은, 파지 롤101에는 구동기구를 구비하지 않게 하고, 당해 양면 도포기구의 운전조건에 따르는 기재7의 반송의 하류부에 대한 인장속도(引張速度)에 따라 기재7의 폭방향으로 인장력을 주는 기구이다.

(실시예2)

상기 실시예1과 같이, 파지 롤101에 구동기구를 갖게 하지 않고, 양 면 도포기구의 운전조건에 따르는 기재7의 반송의 하류부에 대한 인장속도에 따라 기재7의 폭방향으로 인장력을 주는 기구에서, 양면 도포기구1의 제조공정을 거치는 과정에 있어서의 이면 도포를 하는 이면 다이헤드6의 공정이 완료된 후의 기재7의 흔들림을 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻는 것 뿐 만이 아니고, 상기 흔들림을 완전하게 제한하여 더욱 안정된 양면 도포공정 기능을 얻는 검토가 이루어졌다.

따라서 청구항1에 기재된 바와 같이, 파지 롤101에 의한 폭방향의 인장력을 얻을 수 있는 기구를 도3에 나타내었다. 기재7의 이송방향에 대하여 이송이 진행됨에 따라 기재7의 양단부에 있어서의 회전체로 이루어지는 파지 롤101의 방향을 기재의 폭방향으로 「팔」자 모양으로 설정함으로써, 기재7의 이송이 진행됨에 따라 기재7의 폭방향의 인장력이 더욱 늘어나도록 파지 롤101을 이송방향에 대하여 소정의 크기의 각도를 갖게 함으로써, 양면 도포기구1의 제조공정을 거치는 과정에 있어서의 이면 도포를 하는 이면 다이헤드6의 공정이 완료된 후의 기재7의 흔들림을 제한하여 더욱 안정된 양면 도포공정 기능을 얻을 수 있었다.

(실시예3)

상기 실시예1, 실시예2를 더욱 개량하고, 양면 도포기구1의 제조공정을 거치는 과정에 있어서의 이면 도포를 하는 이면 다이헤드6의 공정이 완료된 후의 기재7의 흔들림을 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻기 위하여, 상기 흔들림을 완전하게 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻 는 검토가 이루어졌다.

도4에 나타나 있는 바와 같이, 기재7의 이송방향에 대하여 폭방향의 양단에 스프로킷(sprocket)124와 체인123을 사용하여 도2, 도3의 파지 롤101을 여러 개 설치하였다. 도4의 (a), (b)에 나타나 있는 바와 같이, (a)는 기재7의 양단의 여러 개의 파지 롤101을 폭방향과 평행하게 위치하도록 하는 경우를 나타내고, (b)는 도3에 적용한 고안에 따라 여러 개의 파지 롤101의 배치에 있어서, 기재7의 양단부에 있어서의 회전체로 이루어지는 파지 롤101의 방향을 기재7의 이송방향에 대하여 이송이 진행됨에 따라 폭방향으로 「팔」자 모양으로 설정함으로써, 기재7의 이송이 진행됨에 따라 기재7의 폭방향의 인장력이 더욱 늘어나도록 파지 롤101을 이송방향에 대하여 소정의 크기의 각도를 가지게 하고 있다.

이 도4에 나타내는 여러 개의 파지 롤101을 기재7의 양단에 설치하고, 스프로킷124와 체인123을 사용하여 기재7의 이송에 따라 파지기구를 온/오프 함에 따라서, 도4에 나타나 있는 바와 같이 양측면의 파지 롤101에 의한 파지력을 작용시키는 부분에서는 파지 스프링121이 작용하도록 세트되고, 가이드 레일125가 위치하여 유효한 부분에서는 캠 롤126이 작용하여 파지 롤101이 릴리스(release) 되도록 조정되어 있다. 이와 같이 여러 개의 파지 롤101이 스프로킷124와 체인123의 조합에 의하여 안정된 양면 도포공정 기능을 하게 함으로써, 당해 파지기구가 기재7의 이송방향에 있어서 긴 거리에 작용하여도 상기 흔들림을 완전하게 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 할 수 있도록 최적으로 작용하고 있다.

(실시예4)

또한 상기 실시예3을 더욱 개량하고, 양면 도포기구1의 제조공정을 거치는 과정에 있어서의 이면 도포를 하는 이면 다이헤드6의 공정이 완료된 후의 기재7의 흔들림을 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻기 위하여, 상기 흔들림을 완전하게 제한하여 안정된 양면 도포공정 기능을 얻는 검토가 이루어졌다.

청구항3에 기재된 바와 같이 청구항2에 기재된 발명에서는, 청구항1에 기재된 발명에 비하여 기재의 전개상태를 유지하는 힘의 제어가 보다 용이하지만, 쌍으로 되어 있는 파지 롤은, 파지력에 의하여 어느 정도 회전방향의 저항은 발생하지만, 기재의 갑작스러운 장력 변동이나 혹은 라인 제어의 과도한 장력 변동에 의하여 예정 외의 회전을 강요당할 경우가 발생할 가능성이 있고, 그 영향에 의하여 당연히 기재의 전개상태에도 변동이 발생한다.

따라서, 도5에 나타나 있는 바와 같이, 고정형 파지 부재130을 사용함으로써, 기재를 충분하게 파지한 상태에서 기재를 연속적으로 파지할 수 있고, 기재의 파단응력의 범위 내에서, 파지점 주변의 장력 변동에 영향을 받지 않아 도포부 주변의 기재에 안정된 전개상태를 줄 수 있다.

도포 기재에 대한 도포 공정에 있어서 도포 직후 부근에서, 연속하여 이송되는 기재에 대하여 그 양단을 항상 파지하고 또한 그 전개상태를 유지하도록 제어함으로써, 양면도포 기재의 양면 도포 직후의 기재의 흔들림을 방지하여 도포면 형성 시에 있어서의 저해 요인의 영향을 경감시킬 수 있다.

기재에 양면 도포하는 양면 도포 공정에 있어서, 양면도포 기재의 도포면 형성 시에 있어서의 도포면 형성을 안정되게 실시할　수　있다.

Claims (3)

1. 기재(基材)의 양면(兩面)에 도포액(塗布液)을 연속적으로 도포한 후에 건조기로 용매(溶媒)를 건조시켜 도포면을 형성하는 도포장치에 있어서,

   도포 헤드의 하류측에, 기재의 양단부(兩端部)를 연속적으로 표리면(表裏面)에서 파지(把持)하는 한 쌍의 회전체(回轉體)에 의한 파지기구(把持機構)로 구성되는 파지수단을 각각 배치하고,

   당해 양단부에 있어서의 한 쌍의 회전체의 방향을 기재 이송방향에 대하여 가변(可變)하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 양면도포 기재(兩面塗布基材)의 반송장치.
2. 제1항에 있어서,

   기재의 표리면에서 파지하는 한 쌍의 회전체를 여러 개 연속적으로 배치하고, 각각을 연동(連動)하여 순환 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 양면도포 기재의 반송장치.
3. 제1항에 있어서,

   기재의 표리면에서 파지하는 한 쌍의 회전체를 여러 개 연속적으로 배치하고, 각각을 연동하여 순환 구동되도록 한 도포 기재의 반송장치로서,

   당해 회전체를 대신하여 비회전체에 의한 파지부재로 교환할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 양면도포 기재의 반송장치.

Images