KR101403197B1 - 도포 장치 및 점성 유체의 공급 방법 - Google Patents

도포 장치 및 점성 유체의 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 도포 장치의 초기 도포 유량을 안정시키는 것이다.
도포부에 공급하는 점성 유체의 공급량을 제어하는 제어부(34)를 구비하는 도포 장치(30)이며, 제어부(34)는, 제1 저류실(340) 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 미끄럼 이동 동작에 의해 도입 포트(345a)를 개폐함으로써 제1 저류실(340)에 도입되는 점성 유체의 도입량을 제어하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 점성 유체를 가압실(341)에 도입하여 그 가압실(341) 내를 가압하는 도입량 제어 부재(346)와, 제2 저류실(342) 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 가압실(341) 내에서 가압된 점성 유체를 미끄럼 이동 동작에 의해 제2 저류실(342)에 도입하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 배출 포트(345b)를 개폐함으로써 제2 저류실(342)로부터 외부로 배출되는 점성 유체의 배출량을 제어하는 배출량 제어 부재(347)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

도포 장치 및 점성 유체의 공급 방법{APPLICATION APPARATUS AND SUPPLY METHOD FOR VISCOUS FLUID}
본 발명은 도포 장치 및 점성 유체의 공급 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 도포 대상물에 합성 수지액, 도료 등의 액체를 소정의 간격을 두고 도포하기 위한 밸브를 구비한 도포 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2001-38276호 공보
그러나 전술한 종래의 도포 장치에서는, 전극재와 용매를 혼련시킨 슬러리상의 전극 혼련물 등의 점성 유체를 도포하려고 하면, 그 점성으로 인해 밸브의 개폐 타이밍과, 슬릿 다이로부터 점성 유체가 토출되는 타이밍이 어긋나 버려, 도포 개시시에 슬릿 다이로부터 토출되는 점성 유체의 유량이 안정되지 않는다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것이며, 점성 유체를 도포 대상부에 도포하는 경우라도, 도포 개시시에 슬릿 다이로부터 토출되는 점성 유체의 유량을 안정시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 점성 유체를 도포 대상물에 도포하는 도포부와, 도포부에 공급하는 점성 유체의 공급량을 제어하는 제어부를 구비하는 도포 장치이다. 그리고 제어부가, 제어부의 내부에 점성 유체를 도입하기 위한 도입 포트와, 도입 포트로부터 그 제어부의 내부에 도입된 점성 유체를 외부로 배출하기 위한 배출 포트와, 도입 포트에 연통되어 점성 유체가 도입되는 제1 저류실과, 제1 저류실에 연통되는 가압실과, 가압실 및 배출 포트에 연통되는 제2 저류실과, 제1 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 미끄럼 이동 동작에 의해 도입 포트를 개폐함으로써 제1 저류실에 도입되는 점성 유체의 도입량을 제어하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 점성 유체를 가압실에 도입하여 그 가압실 내를 가압하는 도입량 제어 부재와, 제2 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 가압실 내에서 가압된 점성 유체를 미끄럼 이동 동작에 의해 제2 저류실에 도입하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 상기 배출 포트를 개폐함으로써 제2 저류실로부터 외부로 배출되는 점성 유체의 배출량을 제어하는 배출량 제어 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 도입 포트와, 도입 포트에 연통되는 제1 저류실과, 제1 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 제1 저류실 내를 미끄럼 이동함으로써 도입 포트를 개폐하는 도입량 제어 부재와, 제1 저류실에 연통되는 가압실과, 가압실에 연통되는 제2 저류실과, 제2 저류실에 연통되는 배출 포트와, 제2 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 제2 저류실 내를 미끄럼 이동함으로써 배출 포트를 개폐하는 배출량 제어 부재를 구비하는 유량 제어 밸브를 통해 점성 유체를 도포부에 공급하는 공급 방법이다. 그리고 그 공급 방법이, 도입량 제어 부재를 상기 도입 포트가 개방되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 제1 저류실 내에 점성 유체를 도입하는 공정과, 도입량 제어 부재를 도입 포트가 폐쇄되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 제1 저류실 내의 점성 유체를 가압실에 도입하는 공정과, 도입량 제어 부재와 배출량 제어 부재에 의해 가압실을 밀폐하여 가압실 내의 점성 유체를 가압하는 공정과, 배출량 제어 부재를 배출 포트가 개방되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 제2 저류실 내에 가압실에서 가압된 점성 유체를 도입하고, 배출 포트로부터 점성 유체를 배출하여 도포부에 공급하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제어부의 내부에 도입된 점성 유체를, 도입량 제어 밸브와 배출량 제어 밸브의 양쪽의 개폐 동작(미끄럼 이동 동작)에 의해 일단 가압실에서 가압한 후에 배출할 수 있다. 이에 의해, 가압실에서 가압한 점성 유체를 도포부로 압송할 수 있으므로, 도포부로부터 토출되는 점성 유체의 유량을 도포 개시시로부터 안정시킬 수 있다.
도 1은 리튬 이온 2차 전지의 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전극 제조 장치의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브의 상세를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브의 개폐 타이밍을 나타낸 타임차트.
도 5는 간헐 공급 밸브를 내부에 설치한 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 슬릿 다이의 단면도.
도 6은 도포 공정에 있어서의 문제점을 설명하는 도면.
이하, 도면 등을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 리튬 이온 2차 전지(1)의 개략도이다. 도 1의 (a)는 리튬 이온 2차 전지(1)의 사시도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 B-B 단면도이다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 2차 전지(1)는, 축전 요소(2)와, 축전 요소(2)를 수용하는 외장 케이스(3)를 구비한다.
축전 요소(2)는, 정극(4), 전해질층으로서의 세퍼레이터(5) 및 부극(6)을 순차 적층한 적층체로서 구성된다. 정극(4)은 판 형상의 정극 집전체(4a)의 양면에 정극층(4b)을 갖고 있고, 부극(6)은 판 형상의 부극 집전체(6a)의 양면에 부극층(6b)을 갖고 있다. 또한, 축전 요소(2)의 최외층에 배치되는 정극(4)에 대해서는, 정극 집전체(4a)의 편면에만 정극층(4b)이 형성된다.
인접하는 정극(4), 세퍼레이터(5) 및 부극(6)이 하나의 단위 전지(7)를 구성하고 있고, 리튬 이온 전지(1)는 적층된 복수의 단위 전지(7)를 각각 전기적으로 병렬 접속하여 구성된다.
외장 케이스(3)는, 알루미늄 등의 금속을 폴리프로필렌 필름 등의 절연체로 피복한 고분자-금속 복합 라미네이트 필름의 시트재로 이루어진다. 외장 케이스(3)는, 축전 요소(2)를 수납한 상태에서, 케이스 외주부가 열융착에 의해 접합된다. 이 외장 케이스(3)에는, 축전 요소(2)로부터의 전력을 외부로 취출하기 위해, 외부 단자로서의 정극 탭(8) 및 부극 탭(9)이 설치된다.
정극 탭(8)의 일단부는 외장 케이스(3)의 외측에 배치되고, 정극 탭(8)의 타단부는 외장 케이스(3)의 내부에서 각 정극 집전체(4a)의 집합부에 접속된다. 부극 탭(9)의 일단부는 외장 케이스(3)의 외측에 배치되고, 부극 탭(9)의 타단부는 외장 케이스(3)의 내부에서 각 부극 집전체(6a)의 집합부에 접속된다.
다음에, 전극[정극(4) 또는 부극(6)]의 일반적인 제조 방법에 대해 간단하게 설명한다.
일반적으로 전극은, 전극재와 용매를 혼련시킨 슬러리상의 전극 혼련물을 소정의 간격을 두고 집전체[정극 집전체(4a) 또는 부극 집전체(6a)]에 도포하는 도포 공정 후에, 전극 혼련물의 용매를 휘발시켜 고형분 100％의 전극층[정극층(4b) 또는 부극층(6b)]을 형성하는 건조 공정 등을 거쳐서 제조된다. 도포 공정에 있어서는, 전극 혼련물의 공급 경로 등에 설치한 간헐 공급 밸브를 개폐함으로써, 전극 혼련물을 소정의 간격을 두고 집전체에 도포하고 있다.
그러나 이와 같이 하여 전극을 제조하는 경우, 도포 공정에 있어서 이하와 같은 문제가 있는 것을 알 수 있었다. 도 6은 본 실시 형태의 것과는 다른 종래예에 의한 간헐 공급 밸브를 사용하였을 때의 도포 공정에 있어서의 문제점을 설명하는 도면이다. 도 6에 있어서, 실선은 종래예에 의한 간헐 공급 밸브의 개폐 타이밍을 나타내고, 파선은 종래예에 의한 간헐 공급 밸브의 개폐에 따라서 그 간헐 공급 밸브로부터 토출되는 전극 혼련물의 토출량을 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 전극 혼련물은 슬러리상의 점성 유체이므로, 간헐 공급 밸브를 개방하고 나서 도포량이 일정해질 때까지 시간이 걸리고, 또한 간헐 공급 밸브를 폐쇄하고 나서도 잠시동안 전극 혼련물이 도포되는 상태가 계속된다. 즉, 간헐 공급 밸브의 개폐 타이밍대로 전극 혼련물이 토출되지 않아, 도포 개시시 및 도포 종료시에 있어서의 전극 혼련물의 토출량이 안정되지 않는다고 하는 문제가 있는 것을 알 수 있었다.
따라서 본 실시 형태에서는, 간헐 공급 밸브의 내부에서 일단 전극 혼련물을 가압함으로써, 도포 개시시 및 도포 종료시에 있어서의 전극 혼련물의 토출량을 안정시키는 것으로 하였다. 이하, 이 본 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브를 사용한 전극 제조 장치에 대해 설명한다.
도 2는, 리튬 이온 전지(1)의 전극 제조시에 사용하는, 본 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브를 사용한 전극 제조 장치(100)의 개략 구성도이다.
전극 제조 장치(100)는, 반송 장치(10)와, 혼련 장치(20)와, 도포 장치(30)와, 건조 장치(40)를 구비한다.
전극 제조 장치(100)는, 반송 장치(10)에 의해 반송되는 금속박(14)의 표면에, 혼련 장치(20)에서 혼련한 전극 혼련물(21)을 도포 장치(30)에 의해 도포하고, 건조 장치(40)에 의해 전극 혼련물(21)을 건조시켜 전극을 제조하는 장치이다. 필요에 따라서 건조 후에 프레스 장치 등에 의해 전극을 프레스하여 두께 등을 조정해도 된다.
이하, 전극 제조 장치(100)를 구성하는 각 장치에 대해 상세하게 설명한다.
반송 장치(10)는, 인수 롤(11)과, 권취 롤(12)과, 서포트 롤(13)을 구비한다. 반송 장치(10)는, 롤투롤 방식에 의해 정극 집전체(4a) 또는 부극 집전체(6a)로 되는 얇은 막 형상의 금속박(14)(두께 10[㎛] 내지 40[㎛])을 인수 롤(11)로부터 권취 롤(12)로 반송한다.
본 실시 형태에서는, 정극(4)을 제조하는 경우에는 정극 집전체(4a)로 되는 금속박(14)으로서 알루미늄박을 사용하고, 부극(6)을 제조하는 경우에는 부극 집전체(6a)로 되는 금속박(14)으로서 구리박을 사용하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
인수 롤(11)에는, 금속박(14)이 권취된다. 인수 롤(11)은 제동 기구(15)를 구비하고 있고, 이 제동 기구(15)에 의해 인수 롤(11)의 회전이 적절하게 규제되어, 금속박(14)에 소정의 장력이 부여된다.
권취 롤(12)은, 구동 모터(16)에 의해 회전 구동되어, 인수 롤(11)로부터 인수된 금속박(14)을 권취한다.
서포트 롤(13)은, 인수 롤(11)과 권취 롤(12) 사이의 금속박 반송 경로에 복수 설치되어, 반송 중인 금속박(14)의 하면을 보유 지지한다.
혼련 장치(20)는 2축 혼련기이며, 전극재를 용매 중에서 균일하게 분산시켜 슬러리상의 전극 혼련물(21)을 제조하는 장치이다. 혼련 장치(20)는 2축 혼련기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 유성식 믹서나 니더를 사용해도 된다.
전극 혼련물(21)에는, 정극(4)을 제조하는 경우에 제조되는 정극 혼련물과, 부극(6)을 제조하는 경우에 제조되는 부극 혼련물이 있다.
정극 혼련물을 제조하는 경우는, 혼련 장치(20)에 전극재로서의 정극 활물질, 도전 조제 및 바인더(결착제)가 투입되어, 이들이 용매 중에서 균일하게 분산된다. 부극 혼련물을 제조하는 경우는, 혼련 장치(20)에 전극재로서의 부극 활물질, 도전 조제 및 바인더가 투입되어, 이들이 용매 중에서 균일하게 분산된다.
정극 활물질은, 리튬 금속 산화물 등의 리튬 이온을 흡장·방출하는 물질이다. 본 실시 형태에서는, 정극 활물질로서 망간산 리튬을 사용한다.
부극 활물질은, 리튬 금속 산화물이나 하드 카본, 그라파이트 등의 리튬 이온을 방출·흡장하는 물질이다. 본 실시 형태에서는, 부극 활물질로서 하드 카본을 사용한다.
도전 조제는, 카본 재료(카본 분말이나 카본 파이버) 등의 도전성을 높이는 물질이다. 카본 분말로서는, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙 및 케첸 블랙 등의 다양한 카본 블랙이나, 그라파이트 분말을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 정극 혼련물을 제조하는 경우도 부극 혼련물을 제조하는 경우도 모두, 도전 조제로서 카본 블랙을 사용한다.
바인더는, 활물질 미립자끼리를 결부시키는 물질이다. 본 실시 형태에서는, 정극 혼련물을 제조하는 경우나 부극 혼련물을 제조하는 경우 모두, 바인더로서 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 사용하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
용매는, 전극재를 녹이는 액체이다. 본 실시 형태에서는, 정극 혼련물을 제조하는 경우나 부극 혼련물을 제조하는 경우 모두, 용매로서 N-메틸피롤리돈(NMP)을 사용하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
도포 장치(30)는, 혼련 장치(20)에서 제조된 전극 혼련물(21)을 금속박(14)의 표면에 도포하는 장치이며, 공급 배관(31)과, 모노 펌프(32)와, 필터(33)와, 간헐 공급 밸브(34)와, 슬릿 다이(35)와, 회수 배관(36)과, 회수 밸브(37)를 구비한다.
공급 배관(31)은, 일단부가 혼련 장치(20)의 하방에 접속되고, 타단부가 슬릿 다이(35)에 접속되는 배관이다.
모노 펌프(32)는, 공급 배관(31)에 설치되고, 혼련 장치(20)에서 제조된 전극 혼련물(21)을 공급 배관(31)을 통해 간헐 공급 밸브(34)로 송입한다.
필터(33)는, 모노 펌프(32)보다도 하류의 공급 배관(31)에 설치되어, 전극 혼련물(21)에 혼입된 쓰레기나 먼지, 티끌 등의 오염물을 제거한다.
간헐 공급 밸브(34)는, 슬릿 다이(35)의 근방의 공급 배관(31)에 설치되고, 소정의 간격으로 개폐가 행해지는 밸브이다. 간헐 공급 밸브(34)는, 모노 펌프로부터 송입되어 온 전극 혼련물을 소정의 압력까지 가압하고, 그 가압한 전극 혼련물을 슬릿 다이(35)로 압송한다. 이에 의해, 슬릿 다이(35)로부터 토출되는 초기의 전극 혼련물의 토출량을 안정시킬 수 있다. 간헐 공급 밸브(34)의 상세한 구성에 대해서는, 도 3을 참조하여 상세하게 서술한다.
슬릿 다이(35)는, 간헐 공급 밸브(34)로부터 소정의 간격을 두고 압송되어 온 전극 혼련물(21)을, 선단부에 형성된 슬릿(351)으로부터 압출하여 반송 도중의 금속박(14)의 표면에 도포한다. 슬릿 다이(35)는, 금속박(14)의 반송 방향과 직각으로 전극 혼련물(21)을 압출하여 도포한다.
회수 배관(36)은, 일단부가 필터(33)와 간헐 공급 밸브(34) 사이의 공급 배관(31)에 접속되고, 타단부가 혼련 장치(20)의 상방에 접속되는 배관이다.
회수 밸브(37)는, 공급 배관(31)과 회수 배관(36)의 접속부에 설치된다. 회수 밸브(37)가 개방되어 있으면, 모노 펌프(32)로부터 압송된 전극 혼련물(21)은, 회수 배관(36)을 통해 혼련 장치(20)로 복귀된다. 한편, 회수 밸브(37)가 폐쇄되어 있으면, 모노 펌프(32)로부터 압송된 전극 혼련물(21)은, 공급 배관(31)을 통해 간헐 공급 밸브(34)에 공급된다.
건조 장치(40)는, 예를 들어 열풍 건조로이며, 금속박 반송 경로에 설치된다. 건조 장치(40)는, 장치 내의 온도를 소정 온도로 유지하면서 전극 혼련물(21)에 열풍을 분사하고, 전극 혼련물(21)에 포함되는 용매를 휘발시켜 고형분 100％의 전극층을 형성한다.
도 3은, 간헐 공급 밸브(34)의 상세를 도시하는 단면도이다.
간헐 공급 밸브(34)는, 내부에 제1 저류실(340), 가압실(341), 제2 저류실(342), 제1 압축 공기 공급실(343) 및 제2 압축 공기 공급실(344)이 구획 형성된 통 형상의 하우징(345)과, 제1 저류실(340) 및 제1 압축 공기 공급실(343)의 내부를 하우징(345)의 축 방향으로 왕복 이동하는 도입량 제어 밸브(346)와, 제2 저류실(342) 및 제2 압축 공기 공급실(344)의 내부를 하우징(345)의 축 방향으로 왕복 이동하는 배출량 제어 밸브(347)를 구비한다.
제1 저류실(340)에는, 모노 펌프(32)에 의해 압송되어 공급 배관(31)을 흘러 온 전극 혼련물이 도입되어, 일시적으로 저류된다. 제1 저류실(340)에 전극 혼련물을 도입하기 위해, 하우징(345)에는 제1 저류실(340)에 개방되는 동시에, 모노 펌프측의 공급 배관(31a)에 접속되는 도입 포트(345a)가 형성된다.
가압실(341)은, 제1 저류실(340)과 제2 저류실(342) 사이에 형성되고, 각각과 연통되어 있다. 제1 저류실(340)에 공급된 전극 혼련물은, 가압실(341)에 공급되어 소정 압력까지 가압된 후, 제2 저류실(342)에 공급된다.
제2 저류실(342)에는, 가압실(341)에서 가압되고, 슬릿 다이(35)에 토출되는 전극 혼련물이 일시적으로 저류된다. 제2 저류실(342)로부터 슬릿 다이(35)에 전극 혼련물을 토출하기 위해, 하우징(345)에는 제2 저류실(342)에 개방되는 동시에, 슬릿 다이(35)측의 공급 배관(31b)에 접속되는 배출 포트(345b)가 형성된다.
제1 압축 공기 공급실(343)은, 제1 저류실(340)의 도면 중 하방에 형성된다. 제1 압축 공기 공급실(343)에는, 도입량 제어 밸브(346)를 구동하는 압축 공기가 공급된다. 압축 공기의 공급·배출을 행하기 위한 급배 포트로서, 하우징(345)에는 제1 압축 공기 공급실(343)에 개방되는 제1 포트(345c) 및 제2 포트(345d)가 형성된다.
제2 압축 공기 공급실(344)은, 제2 저류실(342)의 도면 중 상방에 형성된다. 제2 압축 공기 공급실(344)에는, 배출량 제어 밸브(347)를 구동하는 압축 공기가 공급된다. 압축 공기의 공급·배출을 행하기 위한 급배 포트로서, 하우징(345)에는 제2 압축 공기 공급실(344)에 개방되는 제3 포트(345e) 및 제4 포트(345f)가 형성된다.
도입량 제어 밸브(346)는, 제1 압축 공기 공급실(343)에 배치되는 박육 랜드부(346a)와, 제1 저류실(340)에 배치되는 후육 랜드부(346b)와, 후육 랜드부(346b)로부터 도면 중 상방으로 돌출되는 돌출부(346c)와, 박육 랜드부(346a)와 후육 랜드부(346b)를 접속하는 샤프트(346d)를 구비한다.
박육 랜드부(346a)는, 제1 압축 공기 공급실(343)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖는다. 박육 랜드부(346a)는, 제1 포트(345c)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 압축 공기에 의해 도면 중 하방으로 압박되어 이동하고, 이에 의해 도입량 제어 밸브(346)가 전체적으로 도면 중 하방으로 이동한다. 한편, 박육 랜드부(346a)는, 제2 포트(345d)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 압축 공기에 의해 도면 중 상방으로 압박되어 이동하고, 이에 의해 도입량 제어 밸브(346)가 전체적으로 도면 중 상방으로 이동한다.
후육 랜드부(346b)는, 제1 저류실(340)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖고, 제1 저류실(340)의 내부를 하우징(345)의 축 방향으로 왕복 이동함으로써, 도입 포트(345a)를 개폐한다. 구체적으로는, 제1 포트(345c)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제1 저류실(340)의 저면에 접촉하여 도입 포트(345a)를 개방한다. 한편, 제2 포트(345d)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제1 저류실(340)의 상면에 접촉하여 도입 포트(345a)를 폐쇄하는 동시에, 제1 저류실(340) 내의 전극 혼련물을 가압실(341)에 도입한다.
돌출부(346c)는, 제1 저류실(340)과 가압실(341)을 연통하는 제1 연통로(348)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖는다. 돌출부(347c)는, 제2 포트(345d)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제1 연통로(348)를 폐색하여 전극 혼련물을 가압실(341)에 압입한다.
배출량 제어 밸브(347)는, 제2 압축 공기 공급실(344)에 배치되는 박육 랜드부(347a)와, 제2 저류실(342)에 배치되는 후육 랜드부(347b)와, 후육 랜드부(347b)로부터 도면 중 하방으로 돌출되는 돌출부(347c)와, 박육 랜드부(347a)와 후육 랜드부(347b)를 접속하는 샤프트(347d)를 구비한다.
박육 랜드부(347a)는, 제2 압축 공기 공급실(344)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖는다. 박육 랜드부(347a)는, 제3 포트(345e)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 압축 공기에 의해 도면 중 상방으로 압박되어 이동하고, 이에 의해 배출량 제어 밸브(347)가 전체적으로 도면 중 상방으로 이동한다. 한편, 제4 포트(345f)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 압축 공기에 의해 도면 중 하방으로 압박되어 이동하고, 이에 의해 배출량 제어 밸브(347)가 전체적으로 도면 중 하방으로 이동한다.
후육 랜드부(347b)는, 제2 저류실(342)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖고, 제2 저류실(342)의 내부를 하우징(345)의 축 방향으로 왕복 이동함으로써, 배출 포트(345b)를 개폐한다. 구체적으로는, 제3 포트(345e)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제2 저류실(342)의 상면에 접촉하여 배출 포트(345b)를 개방한다. 한편, 제4 포트(345f)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제2 저류실(342)의 저면에 접촉하여 배출 포트(345b)를 폐쇄하는 동시에, 제2 저류실(342) 내의 남은 전극 혼련물을 가압실(341)로 복귀시킨다.
돌출부(347c)는, 가압실(341)과 제2 저류실(342)을 연통하는 제2 연통로(349)의 내경에 대략 일치하는 외경을 갖는다. 돌출부(347c)는, 제4 포트(345f)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되었을 때에, 제2 연통로(349)를 폐색하여 전극 혼련물을 가압실(341)에 압입한다.
다음에, 또한 도 4를 참조하여 본 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브(34)의 작용 및 개폐 타이밍에 대해 설명한다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브(34)의 개폐 타이밍을 나타낸 타임차트이다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 시각 t0에서는, 도입 포트(345a) 및 배출 포트(345b)는, 도입량 제어 밸브(346) 및 배출량 제어 밸브(347)에 의해 폐쇄되어 있다.
시각 t1에서, 제1 포트(345c)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되면, 도입량 제어 밸브(346)가 도면 중 하방으로 이동한다. 이에 의해, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도입량 제어 밸브(346)의 후육 랜드부(347b)에 의해 폐쇄되어 있었던 도입 포트(345a)가 개방되어, 제1 저류실(340)에 전극 혼련물이 도입된다.
시각 t2에서, 제2 포트(345d)로부터 제1 압축 공기 공급실(343)에 압축 공기가 공급되면, 도입량 제어 밸브(346)가 도면 중 상방으로 이동한다. 이에 의해, 도입량 제어 밸브(346)의 후육 랜드부(347b)에 의해 제1 저류실(340) 내의 전극 혼련물이 가압실(341)로 송입되는 동시에, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도입 포트(345a)가 폐쇄되어 제1 저류실(340)에의 전극 혼련물의 도입이 정지된다.
여기서, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 동안은, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도입 포트(345a) 및 배출 포트(345b)가 폐쇄된 상태로 되어 있다. 즉, 도입량 제어 밸브(346)의 돌출부(347c)에 의해 제1 연통로(348)가 폐색되고, 배출량 제어 밸브(347)의 돌출부(347c)에 의해 제2 연통로(349)가 폐색된 상태로 되어 있고, 이 동안에 가압실(341)에서 전극 혼련물이 소정의 압력까지 가압되게 된다.
시각 t3에서, 제3 포트(345e)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되면, 배출량 제어 밸브(347)가 도면 중 상방으로 이동한다. 이에 의해, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 배출량 제어 밸브(347)의 후육 랜드부(347b)에 의해 폐쇄되어 있었던 배출 포트(345b)가 개방되고, 가압실(341)에서 소정의 압력까지 가압된 전극 혼련물이 제2 저류실(342)로부터 배출 포트(345b)를 통해 슬릿 다이(35)로 압송된다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 가압실(341)에서 소정의 압력까지 가압한 전극 혼련물을 슬릿 다이(35)로 압송할 수 있으므로, 슬릿 다이(35)로부터 토출되는 초기의 전극 혼련물의 토출량을 안정시킬 수 있다.
시각 t4에서, 제4 포트(345f)로부터 제2 압축 공기 공급실(344)에 압축 공기가 공급되면, 배출량 제어 밸브(347)가 도면 중 하방으로 이동한다. 이에 의해, 배출량 제어 밸브(347)의 후육 랜드부(347b)에 의해 제2 저류실(342) 내의 전극 혼련물이 가압실(341)로 복귀되는 동시에, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 배출 포트(345b)가 폐쇄되어 슬릿 다이(35)로의 전극 혼련물의 압송이 정지된다.
여기서, 배출 포트(345b)가 폐쇄되면, 배출 포트(345b)와 슬릿 다이(35)로 압송되어 가는 전극 혼련물 사이의 공급 배관(31)의 내부가 부압으로 되므로, 전극 혼련물이 배출 포트(345b)측으로 흡인되게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 슬릿 다이(35)에 의한 집전체에의 전극 혼련물의 도포 종료시의 토출량을 안정시킬 수 있다.
이상 설명한 본 실시 형태에 따르면, 간헐 공급 밸브(34) 내에 도입된 전극 혼련물을, 도입량 제어 밸브(346)와 배출량 제어 밸브(347)의 양쪽의 개폐 동작(미끄럼 이동 동작)에 의해 일단 가압실(341)에서 가압한 후에 토출할 수 있다. 이에 의해, 가압실(341)에서 가압한 전극 혼련물을 슬릿 다이(35)로 압송할 수 있으므로, 슬릿 다이(35)로부터 토출되는 초기의 전극 혼련물의 토출량을 안정시킬 수 있다.
또한, 배출량 제어 밸브(347)에 의해 배출 포트(345b)가 폐쇄되었을 때에는, 배출 포트(345b)와 슬릿 다이(35)로 압송되어 가는 전극 혼련물 사이의 공급 배관(31)의 내부가 부압으로 되므로, 전극 혼련물이 배출 포트(345b)측으로 흡인되게 된다. 이에 의해, 슬릿 다이(35)에 의한 집전체에의 전극 혼련물의 도포 종료시의 토출량을 안정시킬 수 있다.
또한, 간헐 공급 밸브(34)를 슬릿 다이(35)의 근방의 공급 배관(31)에 설치함으로써, 간헐 공급 밸브(34)로부터 토출된 전극 혼련물 슬릿 다이(35)까지의 압력 손실을 저감할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 발명의 제2 실시 형태는, 슬릿 다이(35)와 간헐 공급 밸브(34)를 일체화한 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 이하, 그 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 각 실시 형태에서는 전술한 실시 형태와 마찬가지의 기능을 하는 부분에는, 동일한 부호를 사용하여 중복되는 설명을 적절하게 생략한다.
도 5는, 본 실시 형태에 따른 간헐 공급 밸브(34)를 내부에 설치한 슬릿 다이(35)의 단면도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 슬릿 다이(35)의 슬릿(351)측에 제2 저류실(342) 및 제2 압축 공기 공급실(344)을 배치하고, 가압실(341)을 사이에 두고 슬릿(351)의 반대측에 제1 저류실(340) 및 제1 압축 공기 공급실(343)을 배치한다.
이와 같이 슬릿 다이(35)의 내부에 간헐 공급 밸브(34)를 설치함으로써, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어지는 것 외에, 전극 혼련물을 직접 슬릿(351)에 배출할 수 있으므로, 전극 혼련물의 압력 손실을 보다 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적인 사상 범위 내에 있어서 다양한 변경을 행할 수 있는 것은 명백하다.
31 : 공급 배관(배관)
34 : 간헐 공급 밸브(제어부)
35 : 슬릿 다이(도포부)
340 : 제1 저류실
341 : 가압실
342 : 제2 저류실
343 : 제1 압축 공기 공급실
344 : 제2 압축 공기 공급실
345a : 도입 포트
345b : 배출 포트
346 : 도입량 제어 밸브(도입량 제어 부재)
346a : 박육 랜드부(제1 구동 부재)
346c : 돌출부(밀폐부)
346d : 샤프트(제1 샤프트)
347 : 배출량 제어 밸브(배출량 제어 부재)
347a : 박육 랜드부(제2 구동 부재)
347c : 돌출부(밀폐부)
347d : 샤프트(제2 샤프트)
348 : 제1 연통로
349 : 제2 연통로

Claims (7)

  1. 점성 유체를 도포 대상물에 도포하는 도포부와,
    상기 도포부에 공급하는 점성 유체의 공급량을 제어하는 제어부를 구비하는 도포 장치이며,
    상기 제어부는,
    그 제어부의 내부에 점성 유체를 도입하기 위한 도입 포트와,
    상기 도입 포트로부터 그 제어부의 내부에 도입된 점성 유체를 외부로 배출하기 위한 배출 포트와,
    상기 도입 포트에 연통되어 점성 유체가 도입되는 제1 저류실과,
    상기 제1 저류실에 연통되는 가압실과,
    상기 가압실 및 상기 배출 포트에 연통되는 제2 저류실과,
    상기 제1 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 미끄럼 이동 동작에 의해 상기 도입 포트를 개폐함으로써 상기 제1 저류실에 도입되는 점성 유체의 도입량을 제어하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 점성 유체를 상기 가압실에 도입하여 그 가압실 내를 가압하는 도입량 제어 부재와,
    상기 제2 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 상기 가압실 내에서 가압된 점성 유체를 미끄럼 이동 동작에 의해 상기 제2 저류실에 도입하는 동시에, 그 미끄럼 이동 동작에 의해 상기 배출 포트를 개폐함으로써 상기 제2 저류실로부터 외부로 배출되는 점성 유체의 배출량을 제어하는 배출량 제어 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도입량 제어 부재는,
    점성 유체를 상기 가압실에 도입할 때에, 상기 제1 저류실과 상기 가압실을 연통하는 제1 연통로에 삽입되어 상기 가압실을 밀폐하는 밀폐부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출량 제어 부재는,
    점성 유체를 상기 제2 저류실에 도입할 때까지, 상기 가압실과 상기 제2 저류실을 연통하는 제2 연통로에 삽입되어 상기 가압실을 밀폐하는 밀폐부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    압축 공기가 공급되는 제1 압축 공기 공급실 및 제2 압축 공기 공급실과,
    상기 제1 압축 공기 공급실에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 제1 샤프트에 의해 상기 도입량 제어 부재에 접속되는 동시에, 공급된 압축 공기에 의해 압박됨으로써 상기 제1 압축 공기 공급실 내를 미끄럼 이동하여 상기 도입량 제어 부재를 구동하는 제1 구동 부재와,
    상기 제2 압축 공기 공급실에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 제2 샤프트에 의해 상기 배출량 제어 부재에 접속되는 동시에, 공급된 압축 공기에 의해 압박됨으로써 상기 제2 압축 공기 공급실 내를 미끄럼 이동하여 상기 배출량 제어 부재를 구동하는 제2 구동 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 도포부 내에 설치되는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일단부가 상기 도포부에 접속되어, 점성 유체가 흐르는 배관을 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 도포부 근방의 상기 배관에 설치되는 것을 특징으로 하는, 도포 장치.
  7. 도입 포트와,
    상기 도입 포트에 연통되는 제1 저류실과, 상기 제1 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 상기 제1 저류실 내를 미끄럼 이동함으로써 상기 도입 포트를 개폐하는 도입량 제어 부재와,
    상기 제1 저류실에 연통되는 가압실과,
    상기 가압실에 연통되는 제2 저류실과,
    상기 제2 저류실에 연통되는 배출 포트와,
    상기 제2 저류실 내에 미끄럼 이동 가능하게 배치되고, 상기 제2 저류실 내를 미끄럼 이동함으로써 상기 배출 포트를 개폐하는 배출량 제어 부재를 구비하는 유량 제어 밸브를 통해 점성 유체를 도포부에 공급하는 점성 유체의 공급 방법이며,
    상기 도입량 제어 부재를 상기 도입 포트가 개방되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 상기 제1 저류실 내에 점성 유체를 도입하는 공정과,
    상기 도입량 제어 부재를 상기 도입 포트가 폐쇄되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 상기 제1 저류실 내의 점성 유체를 상기 가압실에 도입하는 공정과,
    상기 도입량 제어 부재와 상기 배출량 제어 부재에 의해 상기 가압실을 밀폐하여 상기 가압실 내의 점성 유체를 가압하는 공정과,
    상기 배출량 제어 부재를 상기 배출 포트가 개방되는 방향으로 미끄럼 이동시켜 상기 제2 저류실 내에 상기 가압실에서 가압된 점성 유체를 도입하고, 상기 배출 포트로부터 점성 유체를 배출하여 상기 도포부에 공급하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 점성 유체의 공급 방법.
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