KR101629784B1

KR101629784B1 - 금속박 배출 및 권취 장치

Info

Publication number: KR101629784B1
Application number: KR1020150006412A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 여성근; 손석호
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-06-13

Abstract

전기분해 방법에 의해 생성된 금속박(金屬箔)을 롤투롤 방식으로 배출하고 권취하는 금속박 배출 및 권취 장치가 개시된다. 개시된 금속박 배출 및 권취 장치는, 전기분해 반응에 의해 외주면에 금속박이 형성되는 드럼 롤러, 드럼 롤러 외주면에 형성된 금속박을 박리하여 배출하는 박리 롤러, 드럼 롤러에서 배출된 금속박을 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 표면 처리 유닛, 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 세척 유닛, 및 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 제1 보빈 롤러(bobbin roller) 및 제2 보빈 롤러를 구비한다. 금속박이 권취되는 롤러로서 제1 보빈 롤러와 제2 보빈 롤러가 교번하여 선택되며, 금속박이 권취되는 롤러가 변경되는 동안에 드럼 롤러로부터 세척 유닛까지 구간에서 금속박의 진행이 멈추지 않는다.

Description

금속박 배출 및 권취 장치{Apparatus for releasing and winding fabricated metal foil}

본 발명은, 전기분해 방법에 의해 생성된 수십 ㎛ 두께의 금속박(金屬箔)을 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 배출하고 권취하는 금속박 배출 및 권취 장치에 관한 것이다.

예컨대, 2차 전지 등 많은 전기 및 화학 제품에 수십 ㎛ 두께의 금속박이 사용된다. 통상적으로, 금속박은 전기 분해 방법에 의해 제조되며, 전극 드럼의 표면으로부터 박리 배출되는 금속박이 보빈 롤러에 권취되도록 구성된다. 이와 같은 종래의 금속박 제조 공정에서 금속박이 산화되거나 오염될 수 있고, 금속박을 보빈 롤러에 권취하거나 보빈 롤러에서 풀어낼 때에도 금속박 간의 마찰에 의해 손상될 수도 있다. 따라서, 보빈 롤러에 금속박을 권취할 때 간지(interleaving film)를 금속박의 층과 층 사이에 개재하여 권취하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 상기 간지 삽입 공정으로 인해 보빈 롤러에 금속박을 권취하는 공정의 속도가 지연되고, 금속박이 권취된 보빈 롤러를 로딩(loading)하여 금속박을 이용하는 공정의 설계에도 어려움이 있으며, 그 공정의 속도도 지연된다. 또한, 간지로 인해 금속박이 손상될 수도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0694382호

본 발명은, 간지를 사이에 끼우지 않고 금속박을 보빈 롤러에 권취하더라도 금속박의 손상이나 오염이 방지되는 금속박 배출 및 권취 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 연속적으로 배출되는 금속박을 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 표면 처리 및 세척하고 보빈 롤러에 권취하는 금속박 배출 및 권취 장치를 제공한다.

본 발명은, 전기분해 반응에 의해 외주면에 금속박이 형성되는 드럼 롤러, 상기 드럼 롤러 외주면에 형성된 금속박을 박리하여 배출하는 박리 롤러, 상기 드럼 롤러에서 배출된 금속박을 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 표면 처리 유닛, 상기 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 세척 유닛, 및 상기 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 제1 보빈 롤러(bobbin roller) 및 제2 보빈 롤러를 구비하고, 상기 금속박이 권취되는 롤러로서 상기 제1 보빈 롤러와 상기 제2 보빈 롤러가 교번하여 선택되며, 상기 금속박이 권취되는 롤러가 변경되는 동안에 상기 드럼 롤러로부터 상기 세척 유닛까지 구간에서 상기 금속박의 진행이 멈추지 않는 금속박 배출 및 권취 장치를 제공한다.

상기 표면 처리 유닛은, 금속박을 표면 처리하는 표면 처리액이 표면 처리 수조와, 상기 표면 처리액에 하단 외주부가 잠기는 표면 처리 롤러와, 상기 표면 처리액에 잠기지 않게 위치하고 상기 표면 처리 롤러를 밀착 가압하는 표면 처리 스퀴징 롤러(squeezing roller)와, 상기 표면 처리 롤러 및 상기 표면 처리 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 표면 처리 건조기를 구비하여, 상기 금속박이 상기 표면 처리 롤러에 의해 안내되어 상기 표면 처리액에 잠긴 후 올려지고, 상기 표면 처리 롤러와 상기 표면 처리 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 표면 처리 건조기를 통과하여 건조될 수 있다.

상기 표면 처리 유닛은, 상기 금속박이 상기 표면 처리 수조 내의 표면 처리액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 표면 처리액을 분사하는 표면 처리액 분사 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 세척 유닛은, 세척액이 담긴 세척 수조와, 상기 세척액에 하단 외주부가 잠기는 세척 롤러와, 상기 세척액에 잠기지 않게 위치하고 상기 세척 롤러를 밀착 가압하는 세척 스퀴징 롤러와, 상기 세척 롤러 및 상기 세척 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 세척 건조기를 구비하여, 상기 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박이 상기 세척 롤러의 외주면에 의해 안내되어 상기 세척액에 잠긴 후 올려지고, 상기 세척 롤러와 상기 세척 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 세척 건조기를 통과하여 건조될 수 있다.

상기 세척 유닛은, 상기 금속박이 상기 세척 수조 내의 세척액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 세척액을 분사하는 세척액 분사 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 표면 처리액은, 금속박의 금속 성분보다 경성(硬性)인 금속 성분을 포함하는 도금액, 또는 산(acid)을 포함하는 산 처리액일 수 있다.

본 발명의 금속박 배출 및 권취 장치는, 상기 금속박이 상기 박리 롤러에 이르기 전에 상기 드럼 롤러에서 박리되지 않도록 상기 금속박을 상기 드럼 롤러의 외주면 측으로 가압하는 적어도 하나의 박리 방지 롤러를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 배출 및 권취 장치는, 상기 드럼 롤러 외주면의 일 부분에 금속박이 박리된 후 새로운 금속박이 형성되기 전에, 불순물이 제거되도록 상기 드럼 롤러 외주면의 일 부분을 닦아내는 드럼 롤러 세척 유닛을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 배출 및 권취 장치는, 상기 제1 보빈 롤러에 금속박이 감길 때 금속박의 층(layer) 사이가 이격되지 않도록 금속박을 상기 제1 보빈 롤러 측으로 가압하는 제1 터치 롤러(touch roller), 및 상기 제2 보빈 롤러에 금속박이 감길 때 금속박의 층 사이가 이격되지 않도록 금속박을 상기 제2 보빈 롤러 측으로 가압하는 제2 터치 롤러를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 배출 및 권취 장치는, 상기 제1 보빈 롤러 및 상기 제2 보빈 롤러로 금속박이 진행하기 앞서서, 상기 금속박의 폭 방향 양 단부를 절단 제거하여 금속박의 양 단부를 균일하게 정리하는 트리밍 유닛(trimming unit)을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 드럼 롤러에서 박리되어 연속적으로 배출되는 금속박을 롤투롤 방식으로 표면 처리 및 세척한 후 보빈 롤러에 권취하여 수거함으로써, 권취시에 간지를 금속박의 층간에 삽입 개재하지 않더라도 금속박의 손상이나 오염이 방지된다. 또한, 간지를 삽입 개재할 필요가 없어 금속박을 형성하여 권취하는 공정의 속도가 향상되고, 금속박이 권취된 보빈 롤러를 이용하는 장치에 있어서 간지를 분리 수거하는 공정이 불필요하므로 장치 설계도 용이하고, 그 장치를 이용한 작업 속도도 향상된다.

또한 본 발명에 의하면, 제1 보빈 롤러에 금속박이 적정 용량으로 권취되면 작업자가 금속박을 절단하고 절단된 선단을 제1 보빈 롤러에 인접한 제2 보빈 롤러에 부착하여 제2 보빈 롤러를 회전시키는 작업을 통해 금속박 권취 롤러를 제1 보빈 롤러에서 제2 보빈 롤러로 변경할 수 있고, 반대되는 과정을 통해 금속박 권취 롤러를 제2 보빈 롤러에서 제1 보빈 롤러로 변경할 수 있다. 따라서, 제1 보빈 롤러와 제2 보빈 롤러 사이에 금속박 권취 롤러가 변경되는 도중에도 금속박의 배출과 표면 처리를 멈출 필요가 없으며, 결과적으로 금속박의 배출 및 권취 작업의 생산성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속박 배출 및 권취 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 II 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 III 부분의 확대도이다.
도 4는 도 1의 IV 부분의 확대도이다.
도 5는 도 1의 V 부분의 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속박 배출 및 권취 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속박 배출 및 권취 장치의 구성도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속박 배출 및 권취 장치(10)는 전기분해 반응에 의해 생성되어 전기분해 탱크(15)에서 연속적으로 배출되는 금속박(M)을 표면 처리 및 세척하고, 권취 수거하는 장치로서, 드럼 롤러(12), 박리 롤러(29), 드럼 롤러 세척 유닛(30), 표면 처리 유닛(40), 세척 유닛(60), 트리밍 유닛(101), 제1 보빈 롤러(81), 및 제2 보빈 롤러(91)를 구비한다.

전기분해 탱크(15)에는 금속 성분이 포함된 전해액이 채워지고, 드럼 롤러(12)는 상기 전해액에 하측부가 잠기고 상측부는 잠기지 않도록 전기분해 탱크(15)에 지지된다. 전해액에 전기가 공급되면 전기분해 반응에 의해 드럼 롤러(12)의 외주면에 예컨대, 동박(銅薄)과 같은 금속박이 형성된다. 드럼 롤러(12)가 회전하면 금속박이 전해액 밖으로 노출되고 박리 롤러(29)에 의해 드럼 롤러(12)에서 분리된다. 금속박이 벗겨진 드럼 롤러(12)의 외주면에는 다시 금속박이 형성될 수 있다.

도 2는 도 1의 II 부분의 확대도이고, 도 3은 도 1의 III 부분의 확대도이다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 박리 롤러(29)는 드럼 롤러(12)의 외주면에 형성되어 드럼 롤러(12)가 회전함에 따라 상승하여 전해액 밖으로 나온 금속박(M)을 드럼 롤러(12) 외주면에서 박리하여 배출한다. 드럼 롤러(12)의 회전으로 전해액 밖으로 나온 금속박(M)이 박리 롤러(29)까지 도달하기에 앞서 닥터 나이프(doctor knife)(16)는 전해액이 금속박(M)을 따라 상향 진행하지 못하도록 전해액을 가로막아 제거한다. 금속박(M)에 묻은 전해액의 산성을 중화하기 위하여, 닥터 나이프(16)를 통과한 금속박(M)에 전해액 세척 노즐(18)을 통해 중화액이 분사된다.

전해액에서 나온 금속박(M)이 박리 롤러(29)에 이르기 전에 드럼 롤러(12)의 외주면에서 박리되면 금속박(M)에 주름이 생기거나 금속박(M)의 두께가 균일하지 않은 불량이 발생할 수 있으므로, 제1 및 제2 박리 방지 롤러(20, 24)는 금속박(M)이 박리되지 않도록 금속박(M)을 외주면 측으로 가압한다. 제1 박리 방지 롤러(20)는 자중(自重)에 의해 드럼 롤러(12)의 외주면에 밀착되고 드럼 롤러(12)와 제1 박리 방지 롤러(20) 사이의 닙(nip)으로 금속박(M)이 통과하도록 구성된다. 제2 박리 방지 롤러(24)는 레버(lever)(25)의 말단에 지지되고, 상기 레버(25)는 공압 실린더(27)의 로드(rod)와 연결된다. 따라서, 제2 박리 방지 롤러(24)는 공압 실린더(27)의 구동력에 의해 드럼 롤러(12)의 외주면에 밀착되고, 드럼 롤러(12)와 제1 박리 방지 롤러(24) 사이의 닙(nip)으로 금속박(M)이 통과하도록 구성된다. 한편, 제1 박리 방지 롤러(20)와 제2 박리 방지 롤러(24) 사이에는 열풍 방출 노즐(nozzle)(22)이 구비된다. 전해액 세척 노즐(18)에서 분사된 중화액과 전해액으로 젖은 금속박(M)은 열풍 노즐(nozzle)(22)을 통해 뿜어진 열풍(熱風)에 의해 건조된다.

도 1 및 도 3을 함께 참조하면, 드럼 롤러 세척 유닛(30)은 박리 롤러(29)에 의해 드럼 롤러(12) 외주면의 일 부분에 금속박(M)이 박리된 후 새로운 금속박(M)이 형성되기 전에, 불순물이 제거되도록 상기 금속박이 박리된 드럼 롤러(12) 외주면의 일 부분을 닦아내는 유닛으로, 드럼 롤러(12) 외주면을 닦아낼 수 있는 브러시(brush)가 외주면에 형성된 브러시 롤러(31)를 구비한다. 세척액 분사 노즐(33)을 통해 브러시 롤러(31)의 외주면에 세척액이 분사되어 드럼 롤러(12) 외주면에서 브러시 롤러(31)로 이전된 불순물을 용해시키거나 브러시 롤러(31)에서 제거한다. 브러시 롤러(31)와 드럼 롤러(12) 외주면 사이의 간격은 조절 가능하다.

도 4는 도 1의 IV 부분의 확대도이다. 도 1 및 도 4를 함께 참조하면, 박리 롤러(29)를 통해 드럼 롤러(12)에서 박리된 금속박(M)은 텐션 롤러(tension roller)(36)를 통해 적절한 장력(tension)으로 유지되고 표면 처리 유닛(40)으로 유입된다. 표면 처리 유닛(40)은 텐션 롤러(36)를 거쳐 유입되는 금속박(M)을 표면 처리액(T)을 통과시키고 건조시켜 표면 처리한다. 세척 유닛(60)은 표면 처리 유닛(40)에서 배출되는 금속박(M)을 세척액(C)을 통과시키고 건조시켜 세척한다.

표면 처리 유닛(40)은 표면 처리 수조(42), 표면 처리 롤러(45), 표면 처리 스퀴징 롤러(squeezing roller)(47), 표면 처리 보조 롤러(48), 한 쌍의 표면 처리액 분사 노즐(50), 및 표면 처리 건조기를 구비한다. 표면 처리 수조(42)에는 금속박(M)을 표면 처리하는 표면 처리액(T)이 담긴다. 표면 처리액(T)은 표면 처리 유닛(40)이 수행하는 표면 처리의 종류에 따라 달라 진다.

도면에 도시된 본 발명의 실시예에서 표면 처리는 금속박(M)의 표면에 금속박(M)의 성분보다 경성(硬性)인 금속 성분을 도금하는 것으로, 표면 처리액(T)은 예컨대, 크롬(Cr)을 포함하는 도금액일 수 있다. 다만, 본 발명에서 표면 처리는 도금에 한정되지 않으며, 예컨대, 산(acid)을 이용하여 금속박(M) 표면의 오염 물질이나 부식을 제거하는 산 처리일 수 있다. 이 경우 표면 처리액(T)은 예컨대, 황산, 염산과 같은 산(acid)을 포함하는 산 처리액일 수 있다.

한편, 표면 처리 수조(42) 내부에는 도금용 전극(49)이 마련된다. 표면 처리 유닛(40)을 이용하여 금속박(M)의 표면을 전해 도금 처리하게 되면 도금용 전극(49)에 전원을 인가한다. 그러나, 표면 처리 유닛(40)을 이용하여 금속박(M)의 표면을 무전해 도금 처리하거나 산 처리하게 되면 도금용 전극(49)에 전원을 인가하지 않는다.

표면 처리 롤러(45)는 표면 처리 수조(42)에 담긴 표면 처리액(T)에 하단 외주부가 잠기도록 배치된다. 표면 처리 스퀴징 롤러(47)는 표면 처리 롤러(45)를 밀착 가압하는 롤러로서, 표면 처리 수조(42)에 담긴 표면 처리액(T)에 잠기지 않게 배치된다. 표면 처리 스퀴징 롤러(47)는 표면 처리 롤러(45)와 밀착되는 면적을 넓히고, 밀착력을 높이며, 한 쌍의 롤러(45, 47)가 밀착되어 회전할 때 충격이 완화되도록 예컨대, 고무와 같은 탄성 소재로 형성될 수 있다.

표면 처리 보조 롤러(48)는 표면 처리 롤러(45)와 마찬가지로 표면 처리 수조(42)에 담긴 표면 처리액(T)에 하단 외주부가 잠기도록 배치되며, 금속박(M)의 진행 경로 상에 표면 처리 롤러(45)보다 상류 측에 배치된다. 금속박(M)은 표면 처리 보조 롤러(48)와 표면 처리 롤러(45) 사이의 구간에서 표면 처리액(T)에 잠기게 된다. 따라서, 표면 처리 보조 롤러(48) 없이 표면 처리 롤러(45)만 구비되는 경우와 비교하여 충분한 시간 동안 금속박(M)이 표면 처리액(T)에 잠겨 금속박(M)의 표면에 도금 성분이 충분히 부착된다.

한 쌍의 표면 처리액 분사 노즐(50)은 금속박(M)이 표면 처리 수조(42) 내의 표면 처리액(T)에 잠기기에 앞서 금속박(M)의 양 측면에 표면 처리액(T)을 분사한다. 이를 통해 특히, 표면 처리 보조 롤러(48)와 표면 처리 롤러(45)의 외주면에 마주보고 밀착되는 금속박(M)의 일 측면에도 표면 처리액(T)이 충분히 도포될 수 있다.

표면 처리 건조기는 표면 처리 롤러(45) 및 표면 처리 스퀴징 롤러(47)보다 높은 위치에 마련되고, 표면 처리 수조(42)를 통과하여 금속박(M) 표면에 남아있는 표면 처리액(T)의 액체 성분을 건조 증발시킨다. 표면 처리 건조기는 금속박(M)의 양 측면으로 고압의 공기를 불어내는, 금속박(M)의 폭 방향으로 연장된 에어 나이프(air knife)(53)를 구비한다.

표면 처리 유닛(40)으로 공급되는 금속박(M)은 표면 처리 수조(42)로 향하는 도중에 표면 처리액 분사 노즐(50)에 의해 양 측면에 표면 처리액(T)이 분사되어 도포된다. 금속박(M)은 표면 처리 보조 롤러(48)와 표면 처리 롤러(45)를 순차적으로 통과하는 동안 표면 처리 수조(42) 내의 표면 처리액(T)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 표면 처리액(T)이 고르게 도포된다.

금속박(M)은 표면 처리 롤러(45)의 외주면을 따라 이동하여 표면 처리액(T)을 벗어나고, 서로 밀착된 표면 처리 롤러(45)와 표면 처리 스퀴징 롤러(47) 사이의 닙(nip)(46)을 통과한다. 금속박(M)의 양 측면에 도포된 표면 처리액(T)은 상기 닙(46)을 금속박(M) 표면에 강하게 흡착 및 농축되고, 금속박(M) 표면에 도포된 표면 처리액(T)의 두께가 얇아진다. 상기 닙(46)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(53)를 구비한 표면 처리 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(53)로부터 고압의 공기가 불어져 표면 처리액(T)이 건조되어 액체 성분이 제거되고, 표면 처리 건조기를 통과한 금속박(M)은 가이드 롤러(74)에 의해 안내되어 세척 유닛(60)으로 유입된다.

세척 유닛(60)은 세척 수조(61), 세척 롤러(64), 세척 스퀴징 롤러(66), 한 쌍의 세척액 분사 노즐(68), 및 세척 건조기를 구비한다. 세척 수조(61)에는 금속박(M)을 세척하는 세척액(C)이 담긴다. 세척액(C)은 물일 수 있다.

세척 롤러(64)는 세척 수조(61)에 담긴 세척액(C)에 하단 외주부가 잠기도록 배치된다. 세척 스퀴징 롤러(66)는 세척 롤러(64)를 밀착 가압하는 롤러로서, 세척 수조(61)에 담긴 세척액(C)에 잠기지 않게 배치된다. 세척 스퀴징 롤러(66)는 세척 롤러(64)와 밀착되는 면적을 넓히고, 밀착력을 높이며, 한 쌍의 롤러(64, 66)가 밀착되어 회전할 때 충격이 완화되도록 예컨대, 고무와 같은 탄성 소재로 형성될 수 있다.

한 쌍의 세척액 분사 노즐(68)은 금속박(M)이 세척 수조(61) 내의 세척액(C)에 잠기기에 앞서 금속박(M)의 양 측면에 세척액(C)을 분사한다. 이를 통해 특히, 세척 롤러(64)의 외주면에 마주보고 밀착되는 금속박(M)의 일 측면에도 세척액(C)이 충분히 도포될 수 있다.

세척 건조기는 세척 롤러(64) 및 세척 스퀴징 롤러(66)보다 높은 위치에 마련되고, 세척 수조(61)를 통과하여 금속박(M) 표면에 남아있는 세척액(C)의 액체 성분을 건조 증발시킨다. 세척 건조기는 금속박(M)의 양 측면으로 고압의 공기를 불어내는, 금속박(M)의 폭 방향으로 연장된 에어 나이프(air knife)(71)를 구비한다.

세척 유닛(60)으로 공급되는 금속박(M)은 세척 수조(61)로 향하는 도중에 세척액 분사 노즐(68)에 의해 금속박(M)의 양 측면에 세척액(C)이 분사된다. 또한, 금속박(M)은 세척 롤러(64)에 안내되어 세척 수조(61) 내의 세척액(C)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 잔존하는 표면 처리액(T) 성분이 씻겨 제거된다.

금속박(M)은 세척 롤러(64)의 외주면을 따라 이동하여 세척액(C)을 벗어나고, 서로 밀착된 세척 롤러(64)와 세척 스퀴징 롤러(66) 사이의 닙(nip)(65)을 통과한다. 이를 통해 금속박(M) 표면에 잔존하는 표면 처리액(T)의 잔존 성분들이 세척액(C)과 함께 금속박(M)의 표면에서 제거된다. 상기 닙(65)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(71)를 구비한 세척 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(71)로부터 고압의 공기가 불어져 세척액(C)이 건조되고 액체 성분이 제거된다. 세척 건조기를 통과한 금속박(M)은 가이드 롤러들(75, 76, 77)에 의해 안내되어 트리밍 유닛(101)으로 진행한다.

도 5는 도 1의 V 부분의 확대도로서, 도 1 및 도 5를 함께 참조하면, 트리밍 유닛(101)은 금속박(M)이 제1 보빈 롤러(81)나 제2 보빈 롤러(91)로 진행하기 앞서서, 금속박(M)의 폭 방향 양 단부를 절단 제거하여 금속박(M)의 양 단부를 균일하게 정리한다. 트리밍 유닛(101)은 금속박(M)을 지지하는 엣지 나이프 롤러(edge knife roller)(102)와, 엣지 나이프 롤러(102)와 마주보게 배치되어 상기 롤러(102)에 지지된 금속박(M)의 양 단부를 상기 금속박(M)의 진행 방향에 평행하게 절개하는 엣지 나이프(edge knife)(103)를 구비한다. 엣지 나이프(103)에 의해 절개되어 금속박(M)에서 분리된 엣지 웨이스트(edge waste)(E)는 엣지 가이드 롤러들(106, 107, 108, 109)에 의해 안내되어 엣지 회수 롤러(110)에 감겨 회수된다.

제1 보빈 롤러(81)와 제2 보빈 롤러(91)는 엣지 나이프 롤러(102)를 통과하여 양 단부가 정리된 금속박(M)을 권취하는 롤러로서, 제1 보빈 롤러(81)가 제2 보빈 롤러(91)보다 상측에 배치된다. 금속박(M)이 제1 보빈 롤러(81)에 권취되는 경우에는 엣지 나이프 롤러(102)로부터 제1 보빈 롤러(81)로 직접 진행하게 구성되고, 금속박(M)이 제2 보빈 롤러(91)에 권취되는 경우에는 엣지 나이프 롤러(102)에서 가이드 롤러(105)를 거쳐 제2 보빈 롤러(91)로 진행하게 구성된다.

금속박(M)이 권취되는 롤러로서 제1 보빈 롤러(81)와 제2 보빈 롤러(91)는 교번하여 선택되고, 금속박(M)이 권취되는 롤러가 제1 보빈 롤러(81)에서 제2 보빈 롤러(91)로, 또는 그 반대로 제2 보빈 롤러(91)에서 제1 보빈 롤러(81)로 변경되는 동안에 드럼 롤러(12)로부터 세척 유닛(60)까지 구간에서 금속박(M)의 진행은 멈추지 않고 계속 진행한다.

부연하면, 금속박 배출 및 권취 장치(10)가 작동을 개시하여 제1 보빈 롤러(81)에 금속박(M)이 적정 용량만큼 권취 수거되면 작업자가 제1 보빈 롤러(81)로 향하는 금속박(M)을 진행 방향에 대해 교차하는 방향으로 절단하고, 절단된 금속박(M)의 선단을 제2 보빈 롤러(91)에 연결하고, 제2 보빈 롤러(91)를 회전시킴으로써 금속박(M) 권취 롤러를 변경하는데, 제1 보빈 롤러(81)와 제2 보빈 롤러(91)가 위아래에 배치되어 있으므로 작업자가 제자리에서 이동하지 않은 채 금속박(M)을 절개하고, 금속박(M) 선단을 잡고, 허리를 약간 숙여 제2 보빈 롤러(91)에 상기 금속박(M) 선단을 연결하고, 제2 보빈 롤러(91)를 작동시키게 된다.

제2 보빈 롤러(91)에 금속박(M)이 권취되는 동안 금속박(M)이 감겨진 제1 보빈 롤러(81)는 회전 정지되고, 새로운 제1 보빈 롤러(81)로 교체된다. 제2 보빈 롤러(91)에 금속박(M)이 적정 용량만큼 권취 수거되면 작업자는 다시 제2 보빈 롤러(91)로 향하는 금속박(M)을 진행 방향에 대해 교차하는 방향으로 절단하고, 절단된 금속박(M)의 선단을 제1 보빈 롤러(81)에 연결하고, 제1 보빈 롤러(81)를 회전시킴으로써 금속박(M) 권취 롤러를 변경하는데, 작업자가 제자리에서 이동하지 않은 채 허리를 약간 굽힌 채 금속박(M)을 절개하고, 금속박(M) 선단을 잡고, 허리를 펴고 일어서 제1 보빈 롤러(81)에 상기 금속박(M) 선단을 연결하고, 제1 보빈 롤러(81)를 작동시키게 된다.

상기한 일련의 동작들이 작업자가 이동하지 않고 제자리에서 용이하게 수행할 수 있는 동작들이어서 금속박 배출 및 권취 장치(10)의 작동을 멈추지 않고 수행할 수 있으며, 이로 인해 금속박(M)의 생산성이 향상된다. 한편, 새로운 제1 보빈 롤러(81)에 금속박(M)이 권취되는 동안 금속박(M)이 감겨진 제2 보빈 롤러(91)는 회전 정지되고 레일(98)을 따라 이동시켜 금속박 배출 및 권취 장치(10)에서 분리하고, 새로운 제2 보빈 롤러(91)는 레일(98)을 통해 장치(10)에 다시 로딩(loading)된다.

금속박(M)이 권취되는 롤러의 변경은 제1 보빈 롤러(81)나 제2 보빈 롤러(91)에 금속박(M)이 권취 가능한 용량만큼 감긴 경우에만 수행되는 것은 아니며, 예컨대, 금속박(M) 품질 검사 목적으로 일정량의 금속박(M) 샘플(sample)을 적출하고자 하는 경우에도 수행될 수 있다.

금속박 배출 및 권취 장치(10)는, 제1 보빈 롤러(81)에 금속박(M)이 감길 때 적층되는 금속박(M)의 층(layer) 사이가 이격되지 않도록 금속박(M)을 제1 보빈 롤러(81) 측으로 가압하는 제1 터치 롤러(touch roller)(83), 및 제2 보빈 롤러(91)에 금속박(M)이 감길 때 적층되는 금속박(M)의 층(layer) 사이가 이격되지 않도록 금속박(M)을 제2 보빈 롤러(91) 측으로 가압하는 제2 터치 롤러(93)를 더 구비한다. 제1 및 제2 터치 롤러(83, 93)는 각각, 레버(84, 94)의 일 단부에 지지되고, 상기 레버(84, 94)는 공압 실린더(86, 96)의 로드(rod)와 연결된다. 따라서, 제1 및 제2 터치 롤러(83, 93)는 공압 실린더(86, 96)의 구동력에 의해 금속박(M)을 제1 및 제2 보빈 롤러(81, 91) 측으로 가압한다. 금속박(M)이 권취되어 제1 및 제2 보빈 롤러(81, 91)의 반경이 커지면 레버(84, 94)가 그 타 단부를 중심으로 점차 회전하여 제1 및 제2 터치 롤러(83, 93)가 적절한 압력으로 권취되는 금속박(M)을 가압하도록 한다.

한편, 도 1 내지 도 5에는 제1 보빈 롤러(81)와 제2 보빈 롤러(91) 간의 롤러 변경을 작업자의 인력(人力)에 의존하는 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명의 금속박 배출 및 권취 장치는 이에 한정되는 것은 아니며, 산업용 로봇(robot)에 의해 제1 보빈 롤러(81)와 제2 보빈 롤러(91) 간의 롤러 변경이 자동적으로 수행되게 구성될 수도 있다.

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.

10: 금속박 배출 및 권취 장치 12: 드럼 롤러
29: 박리 롤러 30: 드럼 롤러 세척 유닛
40: 표면 처리 유닛 60: 세척 유닛
81,91: 보빈 롤러 83,93: 터치 롤러

Claims

전기분해 반응에 의해 외주면에 금속박이 형성되는 드럼 롤러; 상기 드럼 롤러 외주면에 형성된 금속박을 박리하여 배출하는 박리 롤러; 상기 드럼 롤러에서 배출된 금속박을 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 표면 처리 유닛; 상기 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 세척 유닛; 및, 상기 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 제1 보빈 롤러(bobbin roller) 및 제2 보빈 롤러;를 구비하고,
상기 금속박이 권취되는 롤러로서 상기 제1 보빈 롤러와 상기 제2 보빈 롤러가 교번하여 선택되며, 상기 금속박이 권취되는 롤러가 변경되는 동안에 상기 드럼 롤러로부터 상기 세척 유닛까지 구간에서 상기 금속박의 진행이 멈추지 않는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 표면 처리 유닛은, 금속박을 표면 처리하는 표면 처리액이 표면 처리 수조와, 상기 표면 처리액에 하단 외주부가 잠기는 표면 처리 롤러와, 상기 표면 처리액에 잠기지 않게 위치하고 상기 표면 처리 롤러를 밀착 가압하는 표면 처리 스퀴징 롤러(squeezing roller)와, 상기 표면 처리 롤러 및 상기 표면 처리 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 표면 처리 건조기를 구비하여,
상기 금속박이 상기 표면 처리 롤러에 의해 안내되어 상기 표면 처리액에 잠긴 후 올려지고, 상기 표면 처리 롤러와 상기 표면 처리 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 표면 처리 건조기를 통과하여 건조되는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제2 항에 있어서,
상기 표면 처리 유닛은, 상기 금속박이 상기 표면 처리 수조 내의 표면 처리액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 표면 처리액을 분사하는 표면 처리액 분사 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 세척 유닛은, 세척액이 담긴 세척 수조와, 상기 세척액에 하단 외주부가 잠기는 세척 롤러와, 상기 세척액에 잠기지 않게 위치하고 상기 세척 롤러를 밀착 가압하는 세척 스퀴징 롤러와, 상기 세척 롤러 및 상기 세척 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 세척 건조기를 구비하여,
상기 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박이 상기 세척 롤러의 외주면에 의해 안내되어 상기 세척액에 잠긴 후 올려지고, 상기 세척 롤러와 상기 세척 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 세척 건조기를 통과하여 건조되는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제4 항에 있어서,
상기 세척 유닛은, 상기 금속박이 상기 세척 수조 내의 세척액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 세척액을 분사하는 세척액 분사 노즐을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 표면 처리액은, 금속박의 금속 성분보다 경성(硬性)인 금속 성분을 포함하는 도금액, 또는 산(acid)을 포함하는 산 처리액인 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 금속박이 상기 박리 롤러에 이르기 전에 상기 드럼 롤러에서 박리되지 않도록 상기 금속박을 상기 드럼 롤러의 외주면 측으로 가압하는 적어도 하나의 박리 방지 롤러;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 드럼 롤러 외주면의 일 부분에 금속박이 박리된 후 새로운 금속박이 형성되기 전에, 불순물이 제거되도록 상기 드럼 롤러 외주면의 일 부분을 닦아내는 드럼 롤러 세척 유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 보빈 롤러에 금속박이 감길 때 금속박의 층(layer) 사이가 이격되지 않도록 금속박을 상기 제1 보빈 롤러 측으로 가압하는 제1 터치 롤러(touch roller); 및,
상기 제2 보빈 롤러에 금속박이 감길 때 금속박의 층 사이가 이격되지 않도록 금속박을 상기 제2 보빈 롤러 측으로 가압하는 제2 터치 롤러;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 보빈 롤러 및 상기 제2 보빈 롤러로 금속박이 진행하기 앞서서, 상기 금속박의 폭 방향 양 단부를 절단 제거하여 금속박의 양 단부를 균일하게 정리하는 트리밍 유닛(trimming unit);을 더 구비한 것을 특징으로 하는 금속박 배출 및 권취 장치.