KR101534642B1

KR101534642B1 - 딥핑 배스

Info

Publication number: KR101534642B1
Application number: KR1020120073402A
Authority: KR
Inventors: 박원찬; 김대희; 임예훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2015-07-07
Also published as: CN104302410B; WO2014007482A1; CN104302410A; JP6004242B2; EP2837429A1; US20140299053A1; KR20140005615A; US9962726B2; JP2015527187A; EP2837429B1; EP2837429A4

Abstract

본 발명에 따른 딥핑 배스는, 딥 코팅(dip coating)을 위한 슬러리를 수용하는 본체, 상기 본체의 외부로부터 내부로 상기 슬러리가 유입되도록 설치되는 유입관 및 상기 본체의 내부로부터 외부로 상기 슬러리가 배출되도록 설치되는 토출관을 포함하는 것으로서, 상기 유입관 중 상기 본체의 내부에 위치하는 일측 단부는 상기 본체의 측면과 이격되어 마주보되 상기 본체의 바닥 면을 향하는 방향으로 일정 각도만큼 틸팅(tilting)될 수 있다.
본 발명에 따르면, 유입구를 통해 배스 내로 유입되는 슬러리의 입사 각도를 조절함으로써 배스 내부를 순환하는 슬러리에 함유된 고형분의 분포가 균일해지도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥 면을 향하는 슬러리의 유속을 증가시킬 수 있다.

Description

딥핑 배스{Dipping bath}

본 발명은 딥핑 배스의 구조에 관한 것으로서, 구체적으로는 배스 내의 슬러리 분포를 고르게 하고 바닥 면에서의 슬러리 유속을 높일 수 있는 구조를 갖는 딥핑 배스에 관한 것이다.

안정성이 강화된 전지용 분리막의 생산에 있어서 원단(web)에 고형분을 코팅하는 방법 중 하나로 딥 코팅(Dip coating)을 들 수 있다. 딥 코팅은 딥핑 배스 내에 위치한 가이드 롤을 따라 주행되는 원단이 배스 내에 가득 찬 슬러리(코팅액)를 통과함으로써 슬러리가 원단에 코팅되도록 하는 방식이다.

원단에 코팅된 슬러리는 배스 외부에 설치된 건조오븐을 통과하면서 슬러리를 구성하는 용매가 건조되어 고형분과 점착제만이 원단에 코팅된 상태로 남게 된다.

한편, 슬러리는 대략 80%의 용매와 나머지 20%의 고형분 및 점착제로 구성되는데, 고형분의 밀도가 용매에 비해 높으므로 작업 중 배스의 바닥 면에 고형분이 침전되는 현상이 발생될 수 있다.

도 1을 참조하면, 배스(1)의 측면에 연결된 유입구(2)를 통해 유입된 슬러리는 배스 내를 순환하다가 바닥 면에 연결된 토출구(3)를 통해 순환 탱크로 배출된다.

그러나, 이러한 구조를 갖는 배스에서는 바닥 면에 인접한 영역에서 슬러리의 유속이 낮아질 수 밖에 없어 슬러리를 구성하는 고형분이 바닥 면에 침전되는 문제를 해결하기 어렵다. 침전물의 양이 많아지게 되면 코팅 공정을 중단하고 침전물을 제거하는 작업을 해야 하므로 생산성이 떨어질 수 밖에 없으며, 버려지는 고형분으로 인해 원하는 코팅 물성을 달성할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 배스 내의 슬러리 분포를 고르게 함과 동시에 배스의 바닥 면에서의 유속을 최대한 높일 수 있는 방안이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 순환되는 슬러리의 분포를 고르게 하고 바닥 면에서의 슬러리 유속을 높일 수 있는 딥핑 배스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 딥핑 배스는, 딥 코팅(dip coating)을 위한 슬러리를 수용하는 본체, 상기 본체의 외부로부터 내부로 상기 슬러리가 유입되도록 설치되는 유입관 및 상기 본체의 내부로부터 외부로 상기 슬러리가 배출되도록 설치되는 토출관을 포함하는 것으로서, 상기 유입관 중 상기 본체의 내부에 위치하는 일측 단부는 상기 본체의 측면과 이격되어 마주보되 상기 본체의 바닥 면을 향하는 방향으로 일정 각도만큼 틸팅(tilting)될 수 있다.

상기 유입관은, 상기 본체를 관통할 수 있다.

상기 유입관은, 상기 본체의 측면에 연결될 수 있다.

상기 유입관은, 상기 측면 중 상부에 위치하는 영역에 연결될 수 있다.

상기 유입관은 복수개가 구비되고, 상기 복수개의 유입관 중 적어도 어느 한 쌍은 각각의 일측 단부가 서로 반대 방향을 향하도록 설치될 수 있다.

상기 유입관은, 상기 본체의 상단 개구부를 통해 상기 본체의 내부로 인입될 수 있다.

상기 토출관은, 상기 본체의 측면에 연결될 수 있다.

상기 토출관은, 상기 측면의 최하단에 연결될 수 있다.

상기 토출관은, 상기 본체의 바닥 면에 연결될 수 있다.

상기 바닥 면은, 양 측부로부터 중심부로 갈수록 낮아지도록 경사진 형태를 가질 수 있다.

상기 토출관은, 상기 바닥 면 중 가장 낮은 위치에 연결될 수 있다.

상기 본체는, 상단에서 하단으로 갈수록 내부 공간이 좁아지도록 측면의 적어도 일부가 경사진 형태를 가질 수 있다.

상기 유입관은, 상기 틸팅의 각도를 조절할 수 있도록 회전 가능한 구조로 설치될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유입구를 통해 배스 내로 유입되는 슬러리의 입사 각도를 조절함으로써 배스 내부를 순환하는 슬러리에 함유된 고형분의 분포가 균일해지도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥 면을 향하는 슬러리의 유속을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 배스의 바닥 면이 경사를 갖도록 설계함으로써 바닥 면에 침전되는 고형분의 양을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 배스의 측면 중 적어도 일부가 바닥 면에 대해 경사지도록 설계함으로써 바닥 면의 면적을 최소화하여 바닥 면에서의 슬러리의 유속을 증가시킬 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 딥핑 배스의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 딥핑 배스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 딥핑 배스를 B방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 딥핑 배스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 딥핑 배스에서 나타나는 슬러리의 유속 분포와 종래의 딥핑 배스에서 나타나는 슬러리의 유속 분포를 나타내는 유속 분포도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 딥핑 배스에서 나타나는 고형분의 함량비 분포와 종래의 딥핑 배스에서 나타나는 고형분의 함량비 분포를 나타내는 함량비 분포도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 배스(Dipping bath, 10)를 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 딥핑 배스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 배스(10)는 본체(11), 유입관(12) 및 토출관(13)을 포함한다.

상기 본체(11)는 딥 코팅(Dip coating)에 사용되는 슬러리(미도시)를 수용하는 용기로서, 상단이 개구된 대략 직육면체 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 상기 본체(11)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 상단이 개구되어 있고 측면과 바닥 면을 구비하여 용기의 형상을 갖는 경우라면 본 발명의 범위에 해당함은 자명한 것이다.

상기 본체(11)의 내부에는 가이드 롤(R)이 설치되어 있으며, 전극 플레이트 또는 세퍼레이터 등의 제조에 사용되는 기재(W)가 가이드 롤(R)을 따라 이동하면서 슬러리에 침지됨으로써 딥 코팅이 이루어진다.

상기 유입관(12)은 본체(11)의 외부로부터 내부로 상기 슬러리가 유입되도록 하는 통로로서, 그 일측 단부(12a)가 본체(11)를 관통하여 내부로 인입되도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 유입관(12)의 설치 높이는 특별히 제한되지는 않으나, 본체(11) 내에서 슬러리가 원활하게 순환될 수 있도록 본체(11)의 측면 중 상부에 위치하는 영역에 연결될 수 있다. 여기서, 본체(11) 측면의 상부에 위치하는 영역이란 측면의 높이를 절반으로 나누는 중간 지점보다 상측에 위치하는 영역을 의미하는 것이다.

상기 유입관(12) 중 본체(11)의 내부에 위치하는 일측 단부(12a)는 본체(11)의 일 측면과 일정 거리 이격되어 마주보되 본체(11)의 바닥 면을 향하는 방향으로 일정 각도(θ)만큼 틸팅(Tilting)된다. 따라서, 상기 유입관(12)을 통해 본체(11)의 내부로 유입된 슬러리는 본체(11)의 측면을 따라 하강한 후 바닥 면의 가장자리로부터 중심부로 흐른다. 이러한 상기 슬러리의 이동 경로는 본체(11) 바닥 면에서의 유속 저하를 최소화시킴으로써 슬러리에 함유되는 고형분이 바닥 면에 침전되는 현상을 최소화 시킬 수 있다.

상기 유입관(12)은 설치 위치에 따라 틸팅 각도(θ)를 조절할 수 있도록 화살표 방향(도 2a 참조)으로 회전 가능한 구조로 설치될 수 있다.

또한, 상기 유입관(12)이 복수개 구비되는 경우 복수개의 유입관(12) 중 적어도 한 쌍의 유입관(12)은 각각의 일측 단부(12a)가 서로 반대 방향을 향하도록 설치됨으로써 슬러리가 전체적으로 잘 순환되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 유입관(12)이 본체(11)의 측면 중 A방향에 위치하는 측면을 관통하는 경우만을 도시하고 있으나 이로써 유입관(12)이 본체(11) 내부로 인입되는 위치를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 유입관(12)은 A방향 이외의 다른 방향에 위치하는 측면을 관통하여 내부로 인입될 수 있을 뿐만 아니라, 본체(11)의 상단 개구부를 통해 내부로 인입될 수도 있는 것임은 자명하다.

마찬가지로, 본 발명의 도면에서는 상기 유입관(12)이 본체(11)의 양 측부에 각각 설치된 경우만을 도시하고 있으나, 이로써 유입관(12)의 개수를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 유입관(12)은 딥핑 배스(10)의 크기 등을 고려하여 하나 또는 세개 이상 설치될 수도 있음은 자명한 것이다.

상기 토출관(13)은 본체(11)에 연결되어 본체(11)의 내부로부터 외부로 슬러리가 배출되도록 하는 통로이다. 상기 토출관(13)의 설치 위치는 특별히 제한되지는 않으나, 슬러리의 원활한 배출을 위해 본체(11) 측면의 최하단 또는 바닥 면에 연결될 수 있다. 이 경우, 본체(11) 내에 채워진 슬러리의 자체 하중에 따른 압력으로 인해 슬러리가 토출관(13)을 통해 원활하게 배출될 수 있다.

한편, 본 발명의 도면에서는 상기 토출관(13)이 한 개 구비된 경우만을 도시하고 있으나, 이로써 토출관(13)의 개수를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 토출관(13)은 딥핑 배스(10)의 크기와 유입관(12)의 개수 등을 고려하여 두개 이상 설치될 수도 있음은 자명한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 딥핑 배스(10)는 본체(11) 내부로 유입되는 슬러리가 측면에 부딪힌 후 바닥 면을 향하여 흐르도록 하는 구조를 가지므로 바닥 면에서 슬러리의 유속이 감소하는 현상을 최소화 하고, 이로써 슬러리에 함유된 고형분이 바닥 면에 침전되는 현상을 최소화 할 수 있다.

다음은, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 딥핑 배스(20)를 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 딥핑 배스를 B방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 딥핑 배스(20)는 본체(21), 유입관(22) 및 토출관(23)을 포함한다.

상기 딥핑 배스(20)는 본체(21) 측면의 형상 및 바닥 면의 면적을 제외하면 앞선 실시예에 따른 딥핑 배스(10)와 동일하다. 따라서, 상기 딥핑 배스(20)를 설명함에 있어서 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 본체(21) 측면의 형상 및 바닥 면의 면적에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 본체(21)의 측면 중 적어도 일부는 상기 본체(21)가 상단에서 하단으로 갈수록 내부 공간이 좁아지도록 경사진 형태를 갖는다. 즉, 상기 딥핑 배스(20)는 상단 개구부의 면적보다 바닥 면의 면적이 좁은 형태를 갖는다.

이 경우, 상기 슬러리의 유속은 본체(21)의 바닥 면에 가까워질수록 빨라지므로 슬러리에 함유된 고형분이 바닥 면에 침전되는 현상이 최소화될 수 있다.

다음은, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 딥핑 배스(20)를 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 딥핑 배스를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 딥핑 배스를 A방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 딥핑 배스(30)는 본체(31), 유입관(32) 및 토출관(33)을 포함한다.

상기 딥핑 배스(30)는 본체(31)의 바닥 면의 형상 및 토출관(33)의 설치 위치를 제외하면 앞선 실시예에 따른 딥핑 배스(10,20)와 동일하다. 따라서, 상기 딥핑 배스(30)를 설명함에 있어서 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 본체(31) 바닥 면의 형상 및 토출관(33)의 설치 위치에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 본체(31)의 바닥 면은 본체(31)의 깊이가 중심부로 갈수록 더 깊어지도록 경사진 형태를 갖는다. 이러한 바닥 면의 형상은 슬러리의 유속이 바닥 면에서 감소되는 현상을 최소화 함으로써 슬러리에 함유된 고형분이 바닥 면에 침전되는 현상을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 침전물이 바닥 면에 머무는 현상을 방지할 수 있다.

이처럼 상기 본체(31)의 바닥 면이 경사진 형태를 갖는 경우 토출관(33)은 바닥 면 중 가장 낮은 위치, 즉 경사 면과 경사 면이 서로 만나는 위치에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 토출관(33)은 경사면을 따라 흘러내려온 슬러리를 본체(31)의 외부로 효과적으로 배출할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 딥핑 배스(30)는 바닥 면이 경사진 형태를 가짐으로써 바닥 면에서 슬러리의 유속이 감소되는 현상을 좀 더 효과적으로 방지할 수 있으며, 이로써 슬러리에 함유되는 고형분이 바닥 면에 침전되는 현상을 좀 더 효과적으로 감소시킬 수 있다.

한편, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)와 종래의 딥핑 배스(1) 각각에서 나타나는 슬러리의 유속 분포를 비교할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 딥핑 배스에서 나타나는 슬러리의 유속 분포와 종래의 딥핑 배스에서 나타나는 슬러리의 유속 분포를 나타내는 유속 분포도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 바닥 면에 인접한 영역에서 나타나는 슬러리의 유속 분포를 살펴보면, 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)의 경우 대략 0.15m/s 내지 0.20m/s 범위를 나타내는 반면, 종래의 딥핑 배스(1)의 경우 대략 0 내지 0.10m/s 범위를 나타내는 것을 볼 수 있다.

바닥 면에서의 이러한 유속 차이는 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)의 바닥 면에서 나타나는 슬러리에 대한 고형분의 함량비(고형분의 중량/슬러리의 중량)와 종래의 딥핑 배스(1)의 바닥 면에서 나타나는 슬러리에 대한 고형분의 함량비의 차이를 가져온다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 딥핑 배스에서 나타나는 고형분의 함량비 분포와 종래의 딥핑 배스에서 나타나는 고형분의 함량비 분포를 나타내는 함량비 분포도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)의 바닥 면에서 나타나는 슬러리에 대한 고형분의 함량비는 대체로 일정하게 나타나는 반면, 종래의 딥핑 배스(1)의 바닥 면에 인접한 영역에서는 고형분의 함량비가 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)의 경우보다 불균일하게 나타날 뿐만 아니라, 그 수치도 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.

슬러리 중에 함유된 고형분의 함량비가 낮게 나타날수록 바닥에 침전되는 고형분의 양은 적어지게 되는 것이므로 이러한 고형분의 함량비 분포도를 통해 본 발명에 따른 딥핑 배스(30)는 종래의 딥핑 배스(1)보다 우수한 성능을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10,20,30: 딥핑 배스 11,21,31: 본체
12,22,32: 유입관 13,23,33: 토출관
W: 기재 R: 가이드 롤

Claims

딥 코팅(dip coating)을 위한 슬러리를 수용하는 본체, 상기 본체의 외부로부터 내부로 상기 슬러리가 유입되도록 설치되는 유입관 및 상기 본체의 내부로부터 외부로 상기 슬러리가 배출되도록 설치되는 토출관을 포함하는 딥핑 배스에 있어서,
상기 유입관 중 상기 본체의 내부에 위치하는 일측 단부는 상기 본체의 측면과 이격되어 마주보되 상기 본체의 바닥 면을 향하는 방향으로 일정 각도만큼 틸팅(tilting)되고,
상기 유입관은 상기 틸팅의 각도를 조절할 수 있도록 회전 가능한 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 유입관은,
상기 본체를 관통하는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제2항에 있어서,
상기 유입관은,
상기 본체의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제3항에 있어서,
상기 유입관은,
상기 측면 중 상부에 위치하는 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 유입관은 복수개가 구비되고,
상기 복수개의 유입관 중 적어도 어느 한 쌍은 각각의 일측 단부가 서로 반대 방향을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 유입관은,
상기 본체의 상단 개구부를 통해 상기 본체의 내부로 인입되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 토출관은,
상기 본체의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제7항에 있어서,
상기 토출관은,
상기 측면의 최하단에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 토출관은,
상기 본체의 바닥 면에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 바닥 면은,
양 측부로부터 중심부로 갈수록 낮아지도록 경사진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제10항에 있어서,
상기 토출관은,
상기 바닥 면 중 가장 낮은 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
제1항에 있어서,
상기 본체는,
상단에서 하단을 향하는 방향으로 갈수록 내부 공간이 좁아지도록 측면의 적어도 일부가 경사진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 딥핑 배스.
삭제