KR101480137B1

KR101480137B1 - 시트 코팅 두께 조절 장치

Info

Publication number: KR101480137B1
Application number: KR20130035191A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 이영철
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2015-01-07
Also published as: KR20140119481A

Abstract

시트가 편평도를 유지하면서 상, 하부 압연롤러를 통과할 수 있도록 하는 시트 코팅 두께 조절 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명의 시트 코팅 두께 조절 장치는, 코팅층이 형성된 시트를 롤투롤 이송시키면서 가압하여서, 두께 및 밀도를 조절하는 것으로, 이송되는 시트를 상하에서 가압하는 상, 하부 압연롤러와, 상기 상, 하부 압연롤러의 전방 및 후방에 이격 배치되며, 상기 시트와 접촉하는 전, 후방 평탄용 롤러를 포함하는 평탄 유닛을 포함한다.

Description

시트 코팅 두께 조절 장치{THICKNESS CONTROL APPARATUS FOR SHEET COATING}

본 발명은 시트의 적어도 일면에 도포된 코팅액이 일정한 두께 및 높은 밀도로 상기 시트에 코팅되도록 하는데 사용되는 시트 코팅 두께 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 충전이 가능한 이차전지는 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더, 디지털 카메라, MP3 플레이어 등 휴대용 전자기기에 널리 사용된다.

상기 이차전지의 일례로 리튬 이차전지는 소정의 양극과 음극을 갖는 전지시트를 권취하여 압출시킨 후, 이를 하우징 내에 수납시키고, 하우징이 상부에 캡 어셈블리를 용접 등에 의해 밀봉시켜 제조된다.

도 1은 통상적인 이차전지용 전자시트의 구조를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이차전지용 전지시트(1)는, 필름(2) 양면으로 코팅층(3)이 형성된다. 상기 코팅층(3)은, 상기 필름(2)의 일면에 코팅된 양극층(3a) 및 상기 시트의 타면에 코팅된 음극층(3b)을 구비한다.

이때, 필름(2)의 양면으로 코팅층(3)을 코팅하면 상기 코팅층(3)의 밀도가 떨어지고 두께가 일정하지 않게 된다. 코팅층(3)의 두께가 일정하지 않고 밀도가 떨어지면 전지시트(1)의 용량이 작아지기 때문에, 일정한 두께 및 높은 밀도를 가지도록 코팅층(3)을 시트 코팅 두께 조절 장치로 가압하여 일정한 두께 및 밀도를 유지하도록 해야 한다.

상기 시트 코팅 두께 조절 장치는, 서로 마주보도록 배치된 상, 하부 압연롤러를 포함한다. 따라서 전지시트(1)를 상기 상, 하부 압연 롤러 사이를 통과시키게 되면, 상기 시트 상의 코팅층이 가압되며 두께 및 밀도가 조절된다. 상기 상, 하부 압연롤러 사이의 간극은 별도의 간극 조절 장치에 의하여 조절되어서, 시트 상에 코팅된 코팅층의 높이 및 밀도를 미리 조절 할 수 있다.

그런데, 상기 시트가 상, 하부 압연롤러 사이를 통과할 때에, 상기 시트의 처짐 등으로 인하여 편평도가 저하된다. 이로 인하여, 시트에 주름이 발생하는 현상이 발생한다. 최근에는 상기 시트의 폭이 커짐에 따라서 상기 문제점은 심각해진다.

또한, 상기 필름(2) 상에 코팅층(3)이 형성된 부분 사이에는 시트상에 코팅층이 형성되지 않은 부분(A)이 개재되는데, 특히 상기 코팅층이 형성되지 않은 부분(A)에서 주름이 발생하는 문제점이 발생한다. 이러한 주름 발생으로 인하여, 전지시트의 품질 및 생산성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기의 문제점을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시트가 편평도를 유지한 상태로 상, 하부 압연롤러를 통과할 수 있도록 하는 시트 코팅 두께 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 코팅층이 형성된 시트를 롤투롤 이송시키면서 가압하여서, 두께 및 밀도를 조절하는 것으로, 이송되는 시트를 상하에서 가압하는 상, 하부 압연롤러와, 상기 상, 하부 압연롤러의 전방 및 후방에 이격 배치되며, 상기 시트와 접촉하는 전, 후방 평탄용 롤러를 포함하는 평탄 유닛을 포함하는 시트 코팅 두께 조절 장치를 제공한다.

상기 전, 후방 평탄용 롤러는 각각 상기 시트를 가로질러 배치되고, 상기 평탄 유닛은, 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 양단에 배치된 경사 승하강 유닛을 더 포함하며, 상기 경사 승하강 유닛은 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각을 상기 시트의 이송면과 예각으로 경사져서 승하강시키는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 상, 하부 압연롤러 및 상기 전, 후방 평탄용 롤러를 지지하는 프레임을 더 포함하고, 상기 경사 승하강 유닛은: 상기 프레임에 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 승하강 방향으로 설치된 LM 가이드 레일과; 상기 LM 가이드 레일을 따라 승하강되는 것으로, 일단부에 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 롤러 샤프트가 장착되는 승하강 브라켓과; 상기 승하강 브라켓을 승하강시키는 실린더장치를 포함할 수 있다.

상기 전방 평탄용 롤러가 상기 시트에 닿을 때의 위치는, 상기 상부 압연롤러의 전단부 및 상기 하부 압연롤러의 전단부 사이를 잇는 가상의 수직선보다 후방에 위치하고, 상기 후방 평탄용 롤러가 상기 시트에 닿을 때의 위치는, 상기 상부 압연롤러의 후단부 및 상기 하부 압연롤러의 후단부 사이를 잇는 가상의 수직선보다 전방에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 평탄용 롤러의 외주면은, 다수의 슬릿이 형성된 탄성부재로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 시트는 전지시트용 필름이고, 상기 코팅층은 상기 시트의 일면에 코팅된 양극층 및 상기 시트의 타면에 코팅된 음극층일 수 있다.

본 발명에 따르면, 평탄용 롤러가 상, 하부 압연롤러 전후의 가까운 위치에 배치되어서, 상기 시트를 펴주는 기능을 함으로써, 상기 시트가 편평하게 상기 상, 하부 압연롤러 사이를 통과함으로써, 상기 시트에 주름이 발생하는 현상이 방지되고, 이로 인하여, 전지시트의 품질 및 생산성이 향상된다.

도 1은 통상의 양면에 코팅층이 형성된 전지시트 필름을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시트 코팅 두께 조절 장치의 일면을 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에서 상, 하부 압연롤러 및 평탄 유닛을 확대 도시한 개념도이다.
도 4는 도 1에서 평탄용 롤러가 프레임에 장착된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 4에서 평탄 유닛을 도시한 사시도로서, 도 5a는 평탄용 롤러가 상승한 때를 도시하고, 도 5b는 평탄용 롤러가 하강한 때를 도시한다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 코팅 두께 조절 장치는, 상, 하부 압연롤러(21)(26)와, 평탄 유닛(40)을 포함한다.

상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)는 시트(1)의 코팅층이 일정한 두께를 유지하고 또한 코팅층이 높은 밀도를 가지도록 가압한다. 이러한 상부 압연롤러(21)와 하부 압연롤러(26) 사이에는 후술하는 간극 조절나사(37)에 의해 일정한 좌우 간극이 유지된다.

상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)는 압연롤러 승하강유닛(30)에 의하여 승, 하강한다. 이 경우 압연롤러 승하강유닛(30)은, 상, 하부 베어링블록(31a)(31b)과, 지지대(33)와, 실린더(35)와, 간극 조절나사(37)와, 좌우 모터(39)를 포함할 수 있다.

상, 하부 베어링블록(31a)(31b)은 상, 하부 압연롤러(21)(26)의 양단을 회전 가능하게 지지한다. 상기 상부 베어링블록(31a)은 상부 압연롤러(21)의 가압력을 조절할 수 있도록 지지대(33)에 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 또한 상기 하부 베어링블록(31b)은 하부 압연롤러(26)의 양단을 회전 가능하게 지지하는 것으로, 지지대(33)에 상하로 이동 가능하게 설치된다

지지대(33)는 상기 상, 하부 베어링블록(31a)(31b)을 상하로 이동 가능하게 지지한다. 이러한 지지대(33)의 상부에는 간극 조절나사(37)를 회전 가능하게 지지하는 나사지지부가 구비된다.

실린더(35)는 하부 베어링블록(31b)의 하부에 설치되어, 시트(1)의 코팅층 압연 시 하부 압연롤러(26)의 양단을 탄력적으로 받쳐주는 역할을 수행한다.

상기 간극 조절나사(37)는 상부 베어링블록(40)의 상부에 나사 결합되어서, 상부 압연롤러(21)와 하부 압연롤러(26) 사이의 좌우 간극을 보정한다. 상기 간극 조절나사(37)에는, 시트의 좌우 두께편차가 발생 시 간극 조절나사(37)를 각각 자동으로 조절하여 좌우 편차를 자동으로 보정하는 좌우 모터(39)가 각각 연결된다.

이때, 상기 간극 조절나사(37)는 지지대(33)의 상부에 구비된 나사 지지부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 좌우 모터(39)가 제어부의 제어에 의하여 간극 조절나사(37)를 회전시켜 상, 하부 압연롤러(21)(26) 사이의 좌우 간극을 자동으로 보정할 수 있다.

상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)를 통과한 시트는 일정한 두께 및 밀도로 가압되어서 권취롤러(50)에 의하여 권취된다.

상, 하부 압연롤러(21)(26)의 전, 후방에는 가이드롤러(60)가 설치될 수 있다. 상기 가이드롤러(60)는 압연롤러(21)(26)와 권취롤러(50) 사이에 설치되어 시트(1)의 이송을 안내한다.

평탄 유닛(40)은 전방 평탄용 롤러(41a) 및 후방 평탄용 롤러(41b)를 포함한다. 전방 평탄용 롤러(41a)는 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)의 전방에 이격 배치되며, 상기 시트와 접촉한다. 후방 평탄용 롤러(41b)는 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)의 후방에 이격 배치되며, 상기 시트와 접촉한다.

이에 따라서 상기 시트(1)의 상기 전방 평탄용 롤러(41a) 및 상기 후방 평탄용 롤러(41b) 사이에 배치된 부분이 편평하게 펴지게 되어서, 결과적으로 상기 시트(1)가 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26) 사이를 통과하면서 편평한 상태를 유지할 뿐만 아니라 적정한 텐션(tension)을 가지게 된다. 이 경우 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 40mm 내지 70mm 의 직경을 가지는 것이 바람직하다.

상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 각각 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)에 인접 배치되는 것이 바람직한데, 이는 상기 시트가 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26) 사이를 통과하면서 편평한 상태를 유지할 필요가 있는데, 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)의 보다 인접한 위치에서 접촉하게 되면, 보다 우수한 편평성 및 적정 텐션을 가질 수 있기 때문이다.

상기 전방 평탄용 롤러(41a)가 상기 시트(1)에 닿을 때의 위치는, 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 압연롤러(21)의 전단부 및 상기 하부 압연롤러(26)의 전단부 사이를 잇는 가상의 수직선(F)보다 후방에 위치하고, 상기 후방용 평탄용 롤러(41b)가 상기 시트(1)에 닿을 때의 위치는, 상기 상부 압연롤러(21)의 후단부 및 상기 하부 압연롤러(26)의 후단부 사이를 잇는 가상의 수직선(R)보다 전방에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 전방 평탄용 롤러(41a) 및 후방 평탄용 롤러(41b)는 상기 시트의 동일한 면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 상기 전방 평탄용 롤러(41a) 및 후방 평탄용 롤러(41b)가 각각 상기 시트의 상면과 접하도록 배치될 수 있다.

이와 달리, 도면에 도시되지는 않으나, 상기 전방 평탄용 롤러(41a) 및 후방 평탄용 롤러(41b)는 상기 시트(1)의 서로 다른 면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전방 평탄용 롤러(41a)가 상기 시트의 상면과 접하도록 하고, 상기 후방 평탄용 롤러(41b)가 상기 시트의 하면과 접하도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 승강 및 하강 되는 것이 바람직하다. 이는 적정한 텐션을 유지하면서 상기 시트(1)가 상기 상, 하부 압연롤러 사이를 적절한 높이를 통과되도록 하기 위하여, 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)의 높이를 조절할 필요가 있기 때문이다.

이 경우, 상기 평탄 유닛(40)은 경사 승하강 유닛(42)을 더 포함할 수 있다. 상기 경사 승하강 유닛(42)은 상기 전방 평탄용 롤러(41a)의 양단 및 상기 후방 평탄용 롤러(41b)의 양단과 결합하여서, 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)를 상기 시트의 이송방향과 예각으로 경사져서 승, 하강시킨다.

즉, 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26) 방향으로 경사져서 하강하여 상기 시트와 접하도록 하고, 상기 하강방향과 반대방향으로 상승하여 상기 시트로부터 접촉이 해제된다. 이를 통하여 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)가 최대한 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)에 인접하여서 접촉될 수 있다.

즉, 상, 하부 압연 롤러(21)(26)의 지름은 500 mm 이상이다. 따라서 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)를 수직으로 승강 및 하강시키게 되면, 적어도 상기 상, 하부 압연 롤러와 만나는 지점으로부터 250mm 이상 떨어진 지점에 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)를 설치하여야 하며, 그렇게 되면 상기 평탄용 롤러의 효과가 작아지게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 경사 승하강 유닛(42)은 상기 평탄용 롤러를 상기 시트의 이송면과 예각으로 경사져서 승, 하강시키도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 상기 상, 하부 압연롤러(21)(26)와 가장 가깝게 배치시켜서 누를 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)의 외주면은 각각, 복수의 슬릿(72)이 형성된 탄성 부재(70)가 감겨져 있을 수 있다. 상기 시트가 탄성 부재(70)에 접하게 되면, 상기 탄성 부재(70)의 마찰력에 의하여 접촉이 넓은 면에서 고르게 된다. 또한, 슬릿(72)에 의하여 상기 탄성 부재(70)가 상기 슬릿(72)이 있는 방향으로 탄성을 받게 됨으로써 상기 시트의 편평도가 좋아지게 된다. 상기 탄성 부재는 고무일 수 있다. 상기 평탄용 롤러는 스프레드 롤러일 수 있다.

상기 상, 하부 압연롤러(21)(26) 및 전, 후방 평탄용 롤러(41a)(41b)는 프레임(90)에 고정 설치되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 경사 승하강 유닛(42)은, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, LM 가이드 레일(43)과, 승하강 브라켓(44)과, 실린더 장치(45)를 포함할 수 있다. LM 가이드 레일(43)은 상기 프레임(90)에 설치되는 것으로, 상기 시트의 이송면과 예각으로 경사지도록 형성된다. 승하강 브라켓(44)은 상기 LM 가이드 레일(43)을 따라 승하강되는 것으로, 일단부에 상기 전, 후방 평탄용 롤러 샤프트(41a)(41b)가 장착된다. 실린더장치(45)는 상기 승하강 브라켓(44)을 승강 및 하강시킨다. 상기 경사 승하강 장치(40)는 상기 전, 후방 평탄용 롤러 샤프트 양단에 설치되어서, 상기 전, 후방 평탄용 롤러를 각각 승강 및 하강시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 시트 21: 상부 압연롤러
26: 상부 압연롤러 30: 압연롤러 승하강유닛
40: 평탄 유닛 41a: 전방 평탄용 롤러
41b: 후방 평탄용 롤러 42: 경사 승하강 유닛
43: LM 가이드 레일 44: 승하강 브라켓
45: 실린더 장치 50: 권취롤러
70: 슬릿

Claims

코팅층이 형성된 시트를 롤투롤 이송시키면서 가압하여서, 상기 코팅층의 두께 및 밀도를 조절하는 것으로,
이송되는 시트를 상하에서 가압하는 상, 하부 압연롤러; 및
상기 상, 하부 압연롤러의 전방 및 후방에 이격 배치되며, 상기 시트와 접촉하는 전, 후방 평탄용 롤러를 포함하는 평탄 유닛; 을 포함하고,
상기 전방 평탄용 롤러 및 후방 평탄용 롤러는 각각 상기 시트 일면만을 접촉하도록 배치되고, 상기 시트 타면에는 배치되지 않으며,
상기 전방 평탄용 롤러가 상기 시트에 닿을 때의 위치는, 상기 상부 압연롤러의 전단부 및 상기 하부 압연롤러의 전단부 사이를 잇는 가상의 수직선보다 후방에 위치하고,
상기 후방 평탄용 롤러가 상기 시트에 닿을 때의 위치는, 상기 상부 압연롤러의 후단부 및 상기 하부 압연롤러의 후단부 사이를 잇는 가상의 수직선보다 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 시트 코팅 두께 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 전, 후방 평탄용 롤러는 각각 상기 시트를 가로질러 배치되고,
상기 평탄 유닛은, 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 양단에 배치된 경사 승하강 유닛을 더 포함하고,
상기 경사 승하강 유닛은 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각을 상기 시트의 이송면과 예각으로 경사져서 승하강시키는 것을 특징으로 하는 시트 코팅 두께 조절 장치.
제2 항에 있어서,
상기 상, 하부 압연롤러 및 상기 전, 후방 평탄용 롤러를 지지하는 프레임을 더 포함하고,
상기 경사 승하강 유닛은:
상기 프레임에 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 승하강 방향으로 설치된 LM 가이드 레일과;
상기 LM 가이드 레일을 따라 승하강되는 것으로, 일단부에 상기 전, 후방 평탄용 롤러 각각의 롤러 샤프트가 장착되는 승하강 브라켓과;
상기 승하강 브라켓을 승하강시키는 실린더장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 코팅 두께 조절 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 평탄용 롤러의 외주면은, 다수의 슬릿이 형성된 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트 코팅 두께 조절 장치.
제1 항, 제2 항, 제3 항 및 제5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 시트는 전지시트용 필름이고, 상기 코팅층은 상기 시트의 일면에 코팅된 양극층 및 상기 시트의 타면에 코팅된 음극층인 것을 특징으로 하는 시트 코팅 두께 조절 장치.