KR101642626B1 - 양면 도공 시스템 - Google Patents

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KR101642626B1
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히데노부 미우라
마사카주 우메하라
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후지 기카이 고교 가부시키가이샤
토요타 찌도샤 카부시끼카이샤
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Abstract

활물질층(102)이 미리 형성된 기재(基材)(100)의 양면에 내열 보호층(103) 형성용 도공액을 각각 도공하는 제 1 및 제 2 도공장치(5a, 5b)와, 제 1 및 제 2 도공장치(5a, 5b)에서 도공(塗工)을 실행하는 기재(100) 양면에 형성된 활물질층(102) 폭방향의 에지위치를 각각 검출하는 제 1 및 제 2 에지 검출기(41, 43)와, 이들 검출된 에지 위치에 기초하여, 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시키는 제 1 및 제 2 이동기구(45, 47)를 구비하고, 기재(100) 양면의 도공(塗工)이 실행되는 각 영역의 위치를 별도로 조정한다.

Description

양면 도공 시스템{DUAL COATING SYSTEM}
본 발명은, 길이가 긴 기재(基材)를 반송(搬送)하면서 이 기재의 양면에 도공액을 연속적으로 도공(塗工)하는 양면 도공 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 이차전지나 연료전지 등의 전극재의 심체가 되는 기재의 양면에 활물질이 함유된 도공액을 도공하는 양면 도공 시스템이 개시되어 있다. 이 양면 도공 시스템은, 표면 도공용 다이헤드(die head) 및 이면 도공용 다이헤드와, 이들 양 다이헤드보다도 기재의 반송방향의 하류측에 배치된 건조로(乾燥爐)를 구비하고, 기재 양면에 도공액을 도공한 후에 도공액을 건조시킴으로써, 기재의 양면에 활물질층을 형성하는 것이다.
이 양면 도공 시스템에서는, 기재의 폭방향 양 단부에 이 기재를 양면에서 파지(把持)하는 한 쌍의 회전체로 이루어진 회전체 유닛을 각각 독립되게 설치함과 동시에, 이들 각 회전체 유닛의 한 쌍의 회전체 방향을 기재 반송방향에 대해 개별로 변경하는 회전체 선회부를 형성함으로써, 반송 중의 기재 전면에 걸쳐 외측으로의 긴장상태를 양호하게 유지하여, 덜컹거림이나 구김의 발생이 없고 안정된 기재의 반송을 가능하게 하고 있다.
또한, 이 양면 도공 시스템에 있어서, 회전체 유닛의 상류측 또는 하류측 근방에는, 기재의 폭방향 단부의 위치가 측정 가능한 레이저 변위계 혹은 센서인 단부위치 검출기가 설치되어 있다. 그리고, 특허문헌 1에는, 이 단부위치 검출기로부터 신호를 감시하고, 기재의 단부 위치가 미리 규정된 범위에서 벗어난 경우에, 회전체 유닛의 방향이나, 한 쌍의 회전체 중 한쪽을 구성하는 구동롤러의 회전속도를 조절하는 자동제어를 행함으로써, 기재의 사행량(蛇行量)을 기정값의 범위 내로 하는 자동보정 제어가 가능하다고 기재되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1 : WO2011/001648호 공보
그런데, 상기와 같은 양면 도공 시스템으로 기재 양면에 활물질층을 형성하여 이루어지는 전지용 전극재에는, 양극재와 음극재와의 단락(短絡)방지나 안전성 향상을 위해, 활물질층을 피복하도록 내열 보호층을 형성한 구조가 채용된다. 이 내열 보호층은 활물질층과 함께, 기재 폭방향의 양 단부(端部)에 리드선과의 접속부분을 남기도록, 기재의 양단으로부터 내측에 간격을 두고 형성된다.
상기 내열 보호층을 전극재에 형성하는 경우에는, 활물질층 전체를 확실하게 피복하면서 기재와 리드선과의 접속부분을 충분히 확보하는 관점에서, 이 내열 보호층을 활물질층에 대해 정밀도 좋게 형성함으로써, 예를 들어 이 내열 보호층 형성위치의 어긋남을 기재의 폭방향에 대해 0.5㎜ 이내로 하는 것이 요구된다.
그러나, 제조상의 오차로, 활물질층은 기재 폭방향의 단부에 대해 반드시 평행으로 형성되지는 않으며, 또, 기재의 양면에 있어서 활물질층이 형성된 영역끼리도 완전히 일치하지 않는 경우가 있으므로, 특허문헌 1과 같이 기재의 단부 위치에 기초하여 기재의 사행 제어를 행하는 양면 도공 시스템에서는, 활물질층에 대해 내열 보호층을 충분한 위치 정밀도로 형성할 수 없고, 상기와 같은 엄격한 품질 요구에 응하는 것이 어렵다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는, 미리 형성된 각 제 1 도공층에 대해 우수한 위치 정밀도로 기재의 양면에 제 2 도공층을 형성하여 양호한 품질의 도공제품을 제조하는 것이 가능한 양면 도공 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 이 발명에서는, 기재 양면에 미리 형성된 제 1 도공층 폭방향의 에지위치에 기초하여 도공장치에 의해 도공이 실행되는 부분에서의 기재의 위치를 그 폭방향으로 이동시킴으로써, 이 기재 양면의 도공이 실행되는 각 도공영역의 위치를 소정의 범위 내에 별도로 조정하도록 한다.
구체적으로는, 본 발명은, 베이스 기재의 양면에 그 폭방향 양단으로부터 내측에 간격을 두고 제 1 도공층이 미리 각각 형성된 길이가 긴 기재를 반송(搬送)하면서, 이 기재의 양면에 제 1 도공층을 피복함과 동시에 베이스 기재의 양단으로부터 내측에 간격을 두고 제 2 도공층을 형성하는 양면 도공 시스템을 대상으로 하여, 이하의 해결수단을 강구한 것이다.
즉, 본 발명의 일 양태는, 기재를 롤 투 롤 방식으로 반송하는 복수의 가이드 롤러와, 이들 복수의 가이드 롤러에 의해 반송되는 기재의 양면에 제 2 도공층 형성용의 도공액을 각각 도공하는 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치를 구비한다. 여기서 말하는 "롤 투 롤(roll to roll) 방식"은, 롤형으로 감긴 기재를 권출(unwind)하여 간헐적 또는 연속적으로 반송하면서, 그 기재 표면에 도공처리를 실행한 후에 롤형으로 권취(wind)하는 반송(搬送)방식을 의미한다. 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치는, 기재의 반송방향에 서로 거리를 두어 배치되고, 제 1 도공층을 피복함과 동시에, 베이스 기재(基材)의 폭방향 양단측에 미(未)도공부를 남기도록 기개 표면에 도공을 실행한다.
또한, 본 발명의 일 양태는, 제 1 도공장치에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재의 위치를 이 기재의 폭방향으로 이동시키는 제 1 이동기구와, 제 2 도공장치에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재의 위치를 이 기재의 폭방향으로 이동시키는 제 2 이동기구와, 제 1 도공장치에 의해 도공을 실행하는 기재의 한쪽 면에 형성된 제 1 도공층 폭방향의 에지 위치를 검출하는 제 1 에지 검출기와, 제 2 도공장치에 의해 도공을 실행하는 기재의 다른 쪽 면에 형성된 제 1 도공층의 폭방향의 에지 위치를 검출하는 제 2 에지 검출기와, 이들 제 1 에지 검출기 및 제 2 에지 검출기로 검출된 각 제 1 도공층의 에지 검출위치에 기초하여 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구를 이동시키는 제어기를 구비한다.
그리고, 본 발명의 일 양태에서는, 제어기는, 제 1 에지 검출기에서 검출된 제 1 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에 제 1 이동기구를 구동시키고, 또 제 2 에지 검출기에서 검출된 제 1 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에 제 2 이동기구를 구동시킴으로써, 기재 양면의 도공액이 도공되는 각 도공영역의 위치를 제 1 도공층에 대해 소정의 범위 내로 하도록 기재를 그 폭방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다. 여기서 말하는 "기준위치"란, 도공장치에서 도공을 실행하는 부분에서의 제 1 도공층의 위치가 원하는 위치에 있을 때의 이 제 1 도공층 폭방향의 에지위치를 의미한다.
이 본 발명의 일 양태에 의하면, 제 1 에지 검출기에서 검출된 제 1 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에는, 제 1 이동기구가 구동되고, 기재가 그 폭방향으로 이동함으로써, 제 1 도공장치에 의해 제 2 도공층 형성용 도공액이 도공되는 도공영역의 위치가 제 1 도공층에 대해 소정의 범위 내로 된다. 또, 제 2 에지 검출기에서 검출된 제 2 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에는, 제 2 이동기구가 구동되고, 기재가 그 폭방향에 이동함으로써, 제 2 도공장치에 의해 제 2 도공층 형성용의 도공액이 도공되는 도공영역의 위치가 제 1 도공층에 대해 소정 범위로 된다. 따라서, 미리 형성된 각 제 1 도공층에 대해 우수한 위치 정밀도로 기재의 양면에 제 2 도공층을 형성하여 양호한 품질의 도공제품을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서는, 복수의 가이드 롤러는, 기재가 감아 걸려 이 기재의 반송방향을 바꾸는 방향 전환용 롤러를 포함하여도 된다. 이 경우에 있어서, 제 1 도공장치와 제 2 도공장치는, 상기 방향 전환용 롤러의 상류측과 하류측으로 나뉘어 각각 배치되어도 된다.
또한, 제 1 이동기구는, 기재의 반송방향에서 방향 전환용 롤러와의 사이에 제 1 도공장치를 개재한 위치에 배치되고, 그 위치에서 기재를 그 폭방향으로 이동시키도록 되어도 된다. 또, 제 2 이동기구는, 기재의 반송방향에서 방향 전환용 롤러와의 사이에 제 2 도공장치를 개재한 위치에 배치되고, 그 위치에서 기재를 그 폭방향으로 이동시키도록 되어도 상관없다.
그리고, 제 1 에지 검출기는, 제 1 도공장치보다 제 1 이동기구측의 위치에서 제 1 도공층의 에지 위치를 검출하는 것이 바람직하다. 또, 제 2 에지 검출기는, 제 2 도공장치보다 제 2 이동기구측 위치에서 상기 제 1 도공층 에지의 위치를 검출하는 것이 바람직하다.
기재는, 방향 전환용 롤러에 감아 걸린 부분에서는 위치가 어긋나기 어렵고, 이 방향 전환용 롤러에 감아 걸린 부분을 지점(支點)으로 하여 폭방향으로 위치 어긋남을 일으키므로, 방향 전환용 롤러의 근방 위치에서는 기재의 어긋남 폭은 그다지 크게 되지 않는다. 이에 반해, 방향 전환용 롤러로부터 떨어진 위치에서는 기재의 어긋남 폭이 크게 되므로, 상기 구성에 의하면, 방향 전환용 롤러의 근방 위치에서 제 1 도공층 에지 위치를 검출하는 경우에 비해, 제 1 도공층의 에지 위치의 어긋남을 확실하게 검출할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에서는, 기재를 롤형으로 감은 상태에서 지지함과 동시에, 이 기재를 복수의 가이드 롤러로 권출하는 권출장치를 추가로 구비하여도 된다. 그리고, 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구 중 기재의 반송방향의 상류측 이동기구는, 권출장치와, 이 권출장치에 지지된 롤형의 기재를 이 폭방향으로 이동시키는 엑츄에이터로 구성되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구 중 기재의 반송방향 상류측의 이동기구에 의해 기재를 그 폭방향으로 정확하고 또 신속하게 이동시킬 수 있다. 또, 권출장치를 이 이동기구와 겸용시킴으로써, 권출장치와는 별도로 이 이동기구를 설치하는 경우에 비해, 시스템 구성을 간략하게 할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에서는, 제 2 도공층 형성용 도공액이 양면에 도공된 기재를 건조시키는 플로팅 드라이어(floating dryer)와, 기재의 미(未)도공부를 양면으로부터 끼워 넣으면서 이 기재를 반송방향의 하류측으로 보내는 한 쌍의 닙 롤러를 추가로 구비하여도 상관없다. 한 쌍의 닙 롤러는, 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치 중 기재의 반송방향 하류측 도공장치와 플로팅 드라이어와의 사이에서 기재의 폭방향 양단측에 1조씩 배치된다.
그리고, 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구 중 기재의 반송방향 하류측의 이동기구는, 한 쌍의 닙 롤러와, 이 한 쌍의 닙 롤러의 회전축을 통상 반송 시의 축방향에 대해 경사지게 함으로써 이 한 쌍의 닙 롤러에 의한 기재의 송출방향을 바꾸는 엑츄에이터로 구성되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 플로팅 드라이어에서의 건조처리에 기인하는 기재의 덜컹거림을 방지하기 위한 단부(端部) 파지장치를 한 쌍의 닙 롤러로 구성할 수 있다. 또, 이 단부 파지장치를 이 이동기구와 겸용시킴으로써, 단부 파지장치와는 별개로 이 이동기구를 설치하는 경우에 비해, 시스템 구성을 간략하게 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치는, 각각 그라비아 키스 도공방식의 도공장치라도 된다.
본 구성에 의하면, 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치에 의해 도공액을 얇고 평활하며 균일하게 또 정확하게 안정되기 도공할 수 있다.
또, 본 발명의 일 양태에서는, 베이스 기재는 금속 박(箔)이고, 제 1 도공층은 전지용 활물질층이라도 된다. 그리고, 본 발명의 일 양태는, 제 2 도공층 형성용의 도공액이 난연재를 포함하고, 이 도공액이 양면에 도공된 기재를 건조시킴으로써, 기재의 양면에 제 2 도공층으로써 내열 보호층을 형성하는 양면 도공 시스템이라도 된다.
이 구성에 의하면, 내열 보호층을 활물질층에 대해 충분한 위치 정밀도로 정밀도 좋게 형성할 수 있고, 품질이 좋은 전극재를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 미리 형성된 각 제 1 도공층에 대해 충분한 위치 정밀도로 기재의 양면에 제 2 도공층을 형성하여 양호한 품질의 도공제품을 제조 가능한 양면 도공 시스템을 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 양면 도공 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 권출 장치 및 도공 존의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 관한 도공장치의 종단면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 관한 단부 파지장치의 개략 구성을 도공 존과 함께 나타내는 측면도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 관한 단부 파지장치의 개략 구성을 나타내는 정면도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 관한 단부 파지장치의 닙 롤러를 상측에서 본 경우의 평면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태에서 처리 대상으로 하는 기재를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태에 관한 양면 도공 시스템에서 양면에 도공을 실행한 기재를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 관한 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 그리고, 이하의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이고, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도 범위를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.
《실시형태》
이 실시형태의 양면 도공 시스템(1)의 개략 구성을 도 1에 나타낸다. 양면 도공 시스템(1)은, 도 1에 나타내듯이, 길이가 긴 기재(100)를 롤투롤 방식으로 반송하면서, 반송 중의 기재(100) 양면(100a, 100b)에 도공액을 각각 도공한 후에 건조시키는 일련의 처리를 연속 실행하는 시스템이다.
본 실시형태에서 처리대상으로 하는 기재(100)의 단면구조를 도 7에 나타낸다. 또, 양면 도공 시스템에서 양면(100a, 100b)에 도공을 실행한 기재(100)의 단면구조를 도 8에 나타낸다. 기재(100)는, 도 7에 나타내듯이, 베이스 기재인 금속 박(집전박)(101)의 양면에 제 1 도공층으로서 주로 흑연 등으로 이루어진 활물질층(102)이 미리 각각 형성된, 전지용 전극재를 구성하는 시트상(狀)의 모재(母材)이다. 각 활물질층(102)은, 금속 박(101)의 폭방향 양단으로부터 내측(중앙측)에 간격을 두고 금속 박(101)의 양단측에 노출부분을 동일 정도의 폭으로 남긴 상태로 형성된다.
이와 같은 기재(100)는, 심재(芯材)에 롤형으로 감긴 상태에서 양면 도공 시스템(1)에 세팅된다. 본 실시형태의 양면 도공 시스템(1)은, 도공액으로 난연재를 포함한 내열 보호층(103) 형성용의 도공액을 이용하고, 기재(100)의 양면(100a, 100b)에 대해, 이 도공액을 도공함으로써, 도 8에 나타내듯이, 활물질층(102)을 피복함과 동시에 금속 박(101)의 양단으로부터 내측(중앙측)에 간격을 두어, 활물질층(102)으로부터 양 측방에 예를 들어 2.0㎜±0.5㎜의 폭만큼 비어져 나오도록 제 2 도공층으로서 내열 보호층(103)을 형성한다.
양면 도공 시스템(1)은, 도 1에 나타내듯이, 권출장치(2), 권취장치(3), 복수의 가이드 롤러(4a, 4b, 4c), 제 1 도공장치(5a), 제 2 도공장치(5b), 단부 파지장치(9), 플로팅 드라이어(10), 및 제어기(11)를 구비한다.
제어기(11)는, 제어 프로그램 등의 각종 소프트 웨어와, 이들 소프트 웨어를 실장한 컴퓨터 등의 하드 웨어로 구성되며, 양면 도공 시스템(1) 전체를 종합적으로 제어한다. 즉, 권출장치(2), 권취장치(3), 제 1 도공장치(5a), 제 2 도공장치(5b) 및 플로팅 드라이어(10)의 동작은, 제어기(11)에 의해 제어된다.
권출장치(2)는, 롤형의 기재(100)를 지지함과 동시에 기재(100)를 권출하는 지지대(2a)와, 이 지지대(2a)에 동기하여 기재(100)를 소정의 속도와 장력으로 송출하는 상류측 송출기구(2b)를 가진다. 상류측 송출기구(2b)는, 기재(100)의 양면을 끼워 넣는 한 쌍의 송출롤러(2c)를 가지고, 이들 한 쌍의 송출롤러(2c)를 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 기재(100)를 일정 속도와 장력으로 송출한다.
권출장치(2)로부터 송출된 기재(100)는, 서로 평행한 자세로 설치된 회전 자유로운 복수의 가이드 롤러(4a, 4b, 4c)에 지지되면서 반송되고, 도공 및 건조가 실행되는 처리 존(1a)을 거쳐, 권취장치(3)에 권취된다. 처리 존(1a)의 전반에는, 도공처리가 실행되는 도공 존(1b)이 위치하고, 처리 존(1a)의 후반에는, 건조처리가 행해지는 건조 존(1c)이 위치한다.
권출장치(2) 및 도공 존(1b)의 개략구성을 도 2에 나타낸다. 도공 존(1b)에는, 도 2에 나타내듯이, 제 1 가이드 롤러(4a), 제 2 가이드 롤러(4b), 제 1 도공장치(5a) 및 제 2 도공장치(5b)가 배치되고, 이들 각 가이드 롤러(4a, 4b) 및 각 도공장치(5a, 5b)는 시스템 전체를 소형으로 구성하기 위한 구성을 채용한다.
구체적으로는, 제 1 가이드 롤러(4a) 및 제 2 가이드 롤러(4b)는, 연직(鉛直)방향(상하방향)에 서로 간격을 두고 기재(100)의 반송방향 상류측으로부터 하류측을 향해 이 순서로 배치되고, 기재(100)에 대해 동일 면(이하, 제 2 도공면이라 함)(100b)측에 위치한다. 기재(100)는, 이들 양 가이드 롤러(4a, 4b)에 제 2 도공면(100b)이 접함으로써, 제 1 가이드 롤러(4a) 및 제 2 가이드 롤러(4b) 사이를, 연직방향을 상방향으로 주행하도록 안내된다.
제 1 도공장치(5a)는, 제 1 가이드 롤러(4a)와 제 2 가이드 롤러(4b)와의 사이에 위치하고, 이들 양 가이드 롤러(4a, 4b)의 사이를 주행하는 기재(100)를 개재하고 제 1 가이드 롤러(4a) 및 제 2 가이드 롤러(4b)는 반대측으로 배치된다. 이 제 1 도공장치(5a)는, 제 1 가이드 롤러(4a)와 제 2 가이드 롤러(4b)와의 사이를 장력이 부여된 긴장상태에서 주행하는 기재(100)의 편면, 즉 제 2 도공면(100b)과는 반대측의 면(이하, 제 1 도공면이라 함)(100a)에 측방으로부터 접하고, 이 제 1 도공면(100a)에 대해, 활물질층(102)을 피복함과 동시에 금속 박(101)의 폭방향의 양단측에 미도공부를 남기도록 내열 보호층(103) 형성용 도공액을 도공한다.
제 2 가이드 롤러(4b)는, 기재(100)가 감아 걸려 이 기재(100)의 반송방향을 바꾸는 방향 전환용 롤러이다. 기재(100)는, 이 제 2 가이드 롤러(4b)에 감아 걸림으로써, 장력이 부여된 긴장상태에서 거의 연직방향으로부터 거의 수평방향으로 안내된다. 제 1 도공면(100a)은, 제 2 가이드 롤러(4b)에 접하지 않으므로, 제 1 도공장치(5a)로 도공한 도공액이 건조되지 않아도, 제 2 가이드 롤러(4b)로 기재(100)를 지지하면서 안내할 수 있다.
제 2 도공장치(5b)는, 기재(100) 반송방향의 제 2 가이드 롤러(4b)보다 하류측에 위치하고, 제 2 가이드 롤러(4b)에 감아 걸려 거의 수평방향으로 연장되는 기재(100)의 하측, 즉 기재(100)에 대해 제 1 가이드 롤러(4a) 및 제 2 가이드 롤러(4b)와 동일 측에 배치된다. 이 제 2 도공장치(5b)는, 제 2 가이드 롤러(4b)로부터 거의 수평방향에 장력이 부여된 긴장상태에서 주행하는 기재(100)의 제 2 도공면(100b)에 하방에서부터 접하며, 이 제 2 도공면(100b)에 대해, 활물질층(102)을 피복함과 동시에 금속 박(101)의 폭방향의 양단측에 미도공부를 남기도록 내열 보호층(103) 형성용 도공액을 도공한다.
이 양면 도공 시스템(1)에서는, 제 1 도공장치(5a) 및 제 2 도공장치(5b)에, 모두 동일 도공장치(이하, 포괄적으로 도공장치라 함)(5)가 이용된다. 이 도공장치(5)의 구성을, 제 2 도공장치(5b)를 예로 하여 도 3에 나타낸다.
도공장치(5)는, 도 3에 나타내듯이, 그라비아 키스 도공형의 도공장치(5)이고, 지름이 작은 그라비아 롤(15) 및 도공액 공급부(30)를 구비한다. 그라비아 키스 도공 방식의 도공장치(5)는, 기재(100)의 도공을 실행하는 면과 반대측의 면을 백업 롤로 지지하지 않고 기재(100)의 표면에 도공액을 도공하는 장치이고, 다이 도공방식 등 다른 방식의 도공장치에 비해 도공액을 얇고 평활하게, 균일하고 또 정확히 안정되게 도공할 수 있다.
지름이 작은 그라비아 롤(15)의 바깥지름(D)은, 예를 들어 45㎜∼150㎜ 범위 내로 설정된다. 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 외주(外周)면에는, 도공액을 유지하기 위한 소정 패턴의 셀이 형성된 도포부(16)가 형성된다. 셀은 격자나 사선 등의 조각(彫刻) 홈으로 이루어진다. 도포부(16)는, 기재(100)의 도공액이 도공되는 도공영역(R)(도 7 참조)에 대응한 폭을 가지고, 이 도공영역(R)에 대해 위치 결정된다. 이 도포부(16)에는, 도공액 공급부(30)로부터 도공액이 공급된다.
도공액 공급부(30)는, 지름이 작은 그라비아 롤(15)을 따라 연장되도록 지름이 작은 그라비아 롤(15)에 인접하여 배치되고, 가늘고 긴 각기둥의 외관형상을 갖는다. 이 도공액 공급부(30)는, 챔버(31), 닥터 블레이드(doctor blade)(32) 및 씰 블레이드(seal blade)(33)를 구비한다.
챔버(31)는, 도 2 및 도 3에 나타내듯이, 지름이 작은 그라비아 롤(15)이 위치하는 전방에 개방된 역 "ㄷ" 자형의 종단면을 갖는 가늘고 긴 메인 케이스(36)와, 이 메인 케이스(36) 양단에 장착되는 사이드 커버(37)를 갖는다. 이 챔버(31)의 내측에는, 도 3에 나타내듯이 도공액을 저류하는 액 저류부(38)가 형성된다.
메인 케이스(36)는, 지름이 작은 그라비아 롤(15)에 대응하여 배치되는 가늘고 긴 띠판 형상의 후벽부(36a)와, 이 후벽부(36a) 상하방향의 양단 가장자리에서부터 서로 평행으로 지름이 작은 그라비아 롤(15)을 향해 돌출하는 상벽부(36b) 및 하벽부(36c)를 갖는다. 이들 상벽부(36b) 및 하벽부(36c)는, 서로 동일 치수의 가늘고 긴 띠판 형상을 이룬다.
사이드 커버(37)는, 도 2에 나타내듯이, 메인 케이스(36)의 각 측단부에 체결하여 고정되고, 메인 케이스(36)의 측단부(側端部)를 막는다. 사이드 커버(37)의 지름이 작은 그라비아 롤(15)측의 전단(前端) 가장자리에는, 원호형의 씰부(37a)가 형성된다. 이 씰부(37a)는, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 외주면에 밀착된 상태로 고정된다.
메인 케이스(36)의 후벽부(36a)에는, 도시하지 않는 송액배관 및 반액배관이 접속된다. 챔버(31) 내의 액 저류부(38)는, 이들 양 배관을 개재하여, 도공액을 저류하는 저류 탱크와 연통하고, 이들 양 배관 및 저류탱크와 함께 도공액의 순환로를 구성한다. 그리고, 도공장치(5)의 작동 시에는, 도시하지 않는 펌프의 구동에 의해 도공액을 순환로에 순환시킴으로써, 송액배관 및 반액배관을 통해 저류탱크로부터 액 저류부(38)에 도공액이 공급된다.
닥터 블레이드(32)는, 도 3에 나타내듯이, 한쪽의 긴 변 부분에 칼끝이 형성된 가늘고 긴 칼모양의 부재이다. 이 닥터 블레이드(32)의 다른 쪽의 긴 변 부분은, 챔버(31) 상벽부(36b)의 돌출단에 대해, 지지바(39)로 누른 상태에서 볼트고정에 의해 장착된다. 상벽부(36b)의 돌출단면은, 하벽부(36c)측의 단이 이와는 반대측의 단보다 상대적으로 크게 돌출한 경사면에 형성된다. 이에 따라, 칼날이 있는 닥터 블레이드(32)의 선단측이, 지름이 작은 그라비아 롤(15)을 향해 경사진 하방으로 연장된다. 이 닥터 블레이드(32)의 선단은, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 도포부(16)에 밀착된다.
씰 블레이드(33)는, 닥터 블레이드(32)와 마찬가지 부재이고, 챔버(31) 하벽부(36c)의 돌출단에 대해, 지지바(39)로 누른 상태에서 볼트 고정에 의해 장착된다. 하벽부(36c)의 돌출단면은, 상벽부(36b)측의 단이 이와는 반대측의 단보다 상대적으로 크게 돌출된 경사면에 형성된다. 이에 따라, 칼날이 있는 씰 블레이드(33)의 선단측이, 지름이 작은 그라비아 롤(15)을 향해 경사진 상방으로 연장된다. 이 씰 블레이드(33)의 선단도, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 도포부(16)에 밀착된다.
이와 같이, 메인 케이스(36)의 양측 단이 사이드 커버(37)로 막힘과 동시에, 이들 양 사이드 커버(37)의 씰부(37a), 닥터 블레이드(32) 및 씰 블레이드(33)가 지름이 작은 그라비아 롤(15)에 밀착함으로써, 챔버(31) 내의 액 저류부(38)는 밀폐된 상태가 된다. 이에 따라, 도공장치(5)는, 지름이 작은 그라비아 롤(15)과 도공액 공급부(30)를 거의 수평방향으로 나열한 가로 배치가 가능하게 된다.
도공장치(5)를 가로 배치한 경우, 액 저류부(38)는, 항상 도공액이 충만한 상태로 유지되므로, 이 액 저류부(38) 내의 도공액이, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 도포부(16)에 항상 공급됨과 동시에, 이 도포부(16)가 접하는 기재(100)의 표면에 안정되게 공급된다. 또, 도공액 공급부(30)는, 도공장치(5)를 가로로 배치한 상태에서, 지름이 작은 그라비아 롤(15)보다 상하방향으로 작고, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 후방에 알맞게 들어가는 크기로 형성된다.
구체적으로는, 가로로 배치한 도공장치(5)를 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 회전축(J) 방향에서 본 때, 상벽부(36b), 지지바(39) 및 볼트 등을 포함한 도공액 공급부(30)의 최상단은, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 상단에 접하는 접선(Tu)보다 하방에 위치하고, 또, 하벽부(36c), 지지바(39) 및 볼트 등을 포함한 도공액 공급부(30)의 최하단은, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 하단에 접하는 접선(Tl)보다 상방에 위치한다. 즉, 도공액 공급부(30) 최상단 및 최하단의 쌍방은, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 상단 및 하단에 접하는 한 쌍의 접선(Tu, Tl) 사이에 간격을 두고 위치한다.
이와 같은 도공액 공급부(30)를 구비한 도공장치(5)는, 가로로 배치함으로써, 지름이 작은 그라비아 롤(15)의 도공액 공급부(30)는 반대측에 충분한 공간을 확보할 수 있다. 이를 이용하여, 도 2에 나타내듯이, 제 2 도공장치(5b)는, 기재(100)의 반송방향의 제 2 가이드 롤러(4b)의 하류측 근방에 설치된다. 한편, 제 1 도공장치(5a)도, 기재(100)의 반송방향의 제 2 가이드 롤러(4b)의 상류측 근방에 설치된다.
이와 같이 제 1 도공장치(5a)와 제 2 도공장치(5b)는, 기재(100)의 반송방향에 거리를 두어 제 2 가이드 롤러(4b)의 상류측과 하류측으로 나뉘어 각각 배치된다. 제 1 도공장치(5a)와 제 2 도공장치(5b)의 기재(100)와의 접촉위치(P)는 가깝고, 제 2 가이드 롤러(4b)는 제 1 도공장치(5a)와 제 2 도공장치(5b)와의 사이에 위치한다. 이로써, 기재(100)가 반송에 수반하여 폭방향으로 어긋났다 하더라도, 이 기재(100)의 어긋남이 양 도공장치(5a, 5b)의 도공처리에 미치는 영향을 효과적으로 억제할 수 있다.
그리고, 본 실시형태의 양면 도공 시스템(1)은, 기재(100) 양면에 형성된 활물질층(102)의 폭방향의 에지위치에 기초하여 도공장치(5a, 5b)에 의해 도공이 실행되는 부분에서의 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시킴으로써, 이 기재(100) 양면의 도공이 실행되는 각 도공영역(R)의 위치를 소정의 범위 내에 별도로 조정하도록 구성된다. 이를 위한 구성으로써, 양면 도공 시스템(1)은, 제 1 이동기구(45), 제 2 이동기구(47), 제 1 에지 검출기(41) 및 제 2 에지 검출기(43)를 구비한다.
제 1 이동기구(45)는, 기재(100)의 반송방향에서 제 2 가이드 롤러(4b)와의 사이에 제 1 도공장치(5a)를 개재한 위치, 즉 제 1 도공장치(5a)보다 상류측의 위치에 배치되고, 그 위치에서 기재(100)를 그 폭방향으로 이동시킴으로써, 제 1 도공장치(5a)에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시키는 기구이다. 구체적으로는, 이 제 1 이동기구(45)는, 권출장치(2)와, 이 권출장치(2)의 지지대(2a)에 지지된 롤형의 기재(100)를 이 폭방향에 지지대(2a)째로 이동시키는 제 1 엑츄에이터(47)로 구성된다.
제 1 엑츄에이터(46)는, 도시하지 않으나, 예를 들어, 동력원이 되는 서보 모터(Servo motor)와, 이 서버 모터에 의해 구동되는 볼 스크루(ball screw) 기구 등으로 구성되고, 제어기(11)로부터의 지령에 따라 지지대(2a)를 기재(100)의 폭방향으로 이동시키도록 된다. 그리고, 본 실시형태에서는, 지지대(2a)째로 롤형의 기재(100)를 폭방향으로 이동시킴으로써, 기재(100)를, 제 2 가이드 롤러(4b)의 지점(支點)으로 하여 이동방향으로 어긋나도록 회동(pivot)시키고, 이에 준하여 제 1 도공장치(5a)에 의해 도공을 실행하는 부분에서 기재(100)의 위치를 폭방향으로 이동시킨다.
제 2 이동기구(47)는, 기재(100)의 반송방향에서 제 2 가이드 롤러(4b)와의 사이에 제 2 도공장치(5b)를 개재한 위치, 즉 제 2 도공장치(5b)보다 하류측 위치에 배치되고, 이 위치에서 기재(100)를 그 폭방향으로 이동시킴으로써, 제 2 도공장치(5b)에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시키는 기구이다. 구체적으로는, 이 제 2 이동기구(47)는, 제 2 도공장치(5b)와 플로팅 드라이어(10) 사이에 설치된 단부 파지장치(9)에 의해 구성된다.
이 단부 파지장치(9)의 개략 구성을 도 4∼도 6에 나타낸다. 도 4는, 단부 파지 장치(9)를 도공 존(1b)과 함께 나타내는 측면도이다. 도 5는, 단부 파지장치(9)를 기재(100)의 반송방향의 상류측에서 나타내는 정면도이다. 도 6은, 단부 파지장치(9)의 닙 롤러(9b)를 기재(100)의 통상 반송 시에 상측에서 본 때의 평면도이다.
단부 파지 장치(9)는, 도 4 및 도 5에 나타내듯이, 기재(100)의 미도공부(100c)를 파지하는 파지기구(9a)를 구비한다. 파지기구(9a)는, 기재(100)의 양단측에 1개씩 배치되고, 계 2개 설치된다. 이들 각 파지기구(9a)는, 회전 자유로운 상하 한 쌍으로 1조의 닙 롤러(9b)를 가지며, 이들 한 쌍의 닙 롤러(nip roller)(9b)로 기재(100)의 미도공부(100c)를 양면으로부터 끼워 넣으면서 이 기재(100)를 반송방향의 하류측으로 보내도록 된다. 이들 2개의 파지기구(9a)는, 좌우대칭의 동일 구조이므로, 이하에서는 한쪽의 파지기구(9a)만을 설명한다.
파지기구(9a)의 한 쌍의 닙 롤러(9b)는, 기대(基臺)(50)로부터 상방으로 연장하는 지지로드(rod)(53)에 의해 축받이 부재(59)를 개재하여 유지된다. 이들 한 쌍의 닙 롤러(9b)는 모두 고무제의 롤러이다. 이에 따라, 베이스 기재가 금속 박(101)이라도 확실하게 기재(100)를 파지하여 사행(蛇行)을 수정할 수 있다. 또, 이들 양 닙 롤러(9b)는 모두, 기재(100)의 통상 반송 시에 있어서, 도 6에 나타내듯이, 기재(100)의 반송방향의 상류측 단부가 상대적으로 기재(100)의 폭방향의 내측에, 기재(100)의 반송방향의 하류측 단부가 상대적으로 기재(100)의 폭방향의 외측에 위치하도록 회전축을 경사지게 한 자세로 설치된다. 즉, 2개 파지기구(9a)의 닙 롤러(9b)는, 상측에서 본 때에 플로팅 드라이어(10)측을 향해 "八"자형으로 열린 자세로 된다. 이에 따라, 단부 파지장치(9)는, 기재(100)를 반송방향의 하류측으로 보내면서 펼쳐 연장하고, 기재(100)에 긴장상태를 부여하여 구림이나 처짐이 발생하는 것을 방지하도록 된다.
기대(50)의 플로팅 드라이어(10)측에는, 도 5에 나타내듯이, 하방에 돌출하는 판상의 장착 브라켓(bracket)(51)이 설치된다. 이 장착 브라켓(51)의 돌출부에는, 좌우방향, 즉 기재(100)의 폭방향으로 연장되는 가로로 긴 슬릿(51a)이 형성된다. 그리고, 장착 브라켓(51)은, 이 슬릿(51a)를 통해 고정 프레임(52)에 복수 부분을 볼트 고정하여 장착된다. 이 고정 프레임(52)에 대한 장착 브라켓(51)의 장착 위치, 즉 파지기구(9a)(한 쌍의 닙 롤러(9b))의 위치는, 처리대상으로 하는 기재(100)의 폭에 맞추어 좌우로 이동시키는 것이 가능하게 된다. 고정 프레임(52)은, 도시하지 않는 정지(靜止) 구조체에 고정된다.
지지로드(53)는, 기대(50)에 중심축을 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 설치된 선회로드(54)와, 이 선회로드(54)의 상단부에 하단부가 연결된 경사 조정로드(57)를 갖는다. 선회로드(54)의 상단부에는, 상방에 개방한 종단면(縱斷面) 오목형상의 유지부(55)가 형성된다. 이 유지부(55)의 양 측벽에는 나사공이 형성되고, 이 나사공에 나비 나사(thumbscrew)의 기부(基部)가 외측에서부터 비틀어 넣어 이 유지부(55) 내부에 관통한다. 그리고, 유지부(55) 내에 위치하는 경사 조정로드(57)의 하단부를 나비 나사(56)의 기부에 의해 양측으로부터 끼워 넣음으로써 유지하고, 기재(100)의 반송방향에 대한 경사조정 로드(57)의 경사 정도를, 처리대상으로 하는 기재(100)의 두께에 맞추어 조정할 수 있도록 된다.
축받이 부재(59)는, 도 4에 나타내듯이, 개개의 닙 롤러(9b)마다 설치되고, 경사 조정 로드(57)로부터 기재(100)의 반송방향 상류측으로 연장된다. 이 축받이 부재(59)의 기단(基端)측에는 경사 조정 로드(57)가 삽입된 통부(筒部)가 형성되고, 축받이 부재(59)의 선단(先端)측에는 닙 롤로(9b)의 회전 축이 지지된다. 한 쌍의 닙 롤러(9b) 중 하측에 위치하는 롤러(9b)의 회전 축을 지지하는 축받이 부재(59)는, 경사 조정 로드(57)에 체결되어 고정된다. 한편, 상측에 위치하는 닙 롤러(9b)의 회전 축을 지지하는 축받이 부재(59)는, 경사 조정 로드(57)에 체결되지 않고, 동 로드(57)를 따라 상하 방향으로 슬라이드 시켜 위치 조정하는 것이 가능하게 된다.
이 상측의 축받이 부재(59)보다 경사 조정 로드(57) 상측 부분에는, 상측의 축받이 부재(59)를 하방으로 누르는 누름압력 조정기구(60)가 설치된다. 누름 압력 조정기구(60)는, 축받이 부재(59)와 마찬가지로 경사조정 로드(57)에 설치되어 동일 로드(57)을 따라 상하방향으로 위치조정 하는 것이 가능한 지지부(61)와, 이 지지부(61)를 상하방향으로 관통하여 하단이 상측의 축받이 부재(59)에 접촉하는 로드형 누름부(63)를 가지고, 지지부(61)의 위치를 상하방향으로 조정함으로써 누름부(63)에 의한 상측의 축받이 부재(59)의 누름력을 변경하고, 한 쌍의 닙 롤러(9b)에 의한 기재(100)의 끼움력을 조절하는 것이 가능하게 된다.
또한, 선회로드(54)의 하단부에는, 도 4 및 도 5에 나타내듯이, 기재(100)의 반송방향 상류측으로 연장되는 선회 가이드부(65)가 고정된다. 이 선회 가이드부(65)의 선단부분에는, 기재(100)의 하방에 배치된 제 2 엑츄에이터(67)가 연결된다. 이 제 2 엑츄에이터(67)는, 지지브래킷(69)을 개재하여 기대(50)에 지지되고, 도시하지 않으나, 예를 들어 동력원이 되는 서보모터와, 이 서보모터에 의해 구동되는 볼 스크루 기구 등으로 구성되고, 제어기(11)로부터의 지령에 따라 기재(100)의 외측방에 신축하도록 구성된다.
제 2 엑츄에이터(67)의 선회 가이드부(65)측의 단부에는, 기재(100)의 외측방을 향해 연장되는 판상(板狀)의 연결로드(68)가 세워진 자세로 설치된다. 이 연결로드(68)의 선단부분에는, 기개(100)의 반송방향으로 관통한 원형의 감합(嵌合)공(68a)이 형성된다. 한편, 선회 가이드부(65)의 선단부분에는, 구체(球體)(65a)가 배치된다. 선회 가이드부(65)는, 이 구체(65a)가 연결 로드(68) 선단부의 감합공(68a)에 감입(嵌入)하여 회전 자유롭게 유지됨으로써, 연결로드(68)에 연결된다.
상기 구성의 파지기구(9a)는, 제 2 엑츄에이터(67)가 신축하면, 연결 로드(68)의 직선운동이 선회 가이드부(65)에서 회전운동으로 변환되어, 지지로드 (53)가 회전하며, 한 쌍의 닙 롤러(9b)가 선회하여 이들 닙 롤러(9b)의 회전 축의 방향이 변경된다. 이에 따라, 한 쌍의 닙 롤러(9b)의 회전 축을 통상 반송 시의 축방향에 대해 기재(100)의 반송방향으로 평행한 상태에서 경사지게 하여, 이 한 쌍의 닙 롤러(9b)에 의한 기재(100)의 송출방향을 소정의 각도 범위에서 좌우로 바꾸도록 된다. 그리고 본 실시형태에서는, 2개의 파지기구(9a)에 의해 동기를 취하여 기재(100)의 송출방향을 바꿈으로써, 기재(100)를, 제 2 가이드 롤러(4b)를 지점으로 하여 기재(100)의 송출방향을 변경측으로 약간만 회동시키고, 이에 준하여 제 2 도공장치(5b)에 의해 도공을 실행하는 부분에서 기재(100)의 위치를 폭방향으로 이동시킨다.
또한, 본 실시형태의 각 파지기구(9a)의 제 2 엑츄에이터(67)는, 제어기(11)에 의해 독립하여 제어되고, 좌우의 파지기구(9a)에 의해 한 쌍의 닙 롤러(9b)의 회전 축의 변경각도를 다르게 하는 것도 가능하게 된다. 이에 따라, 기재(100)의 송출방향 변경을 정밀도 좋게 실행할 수 있고, 기재(100)를 반송하면서 그 양면의 활물질층(102)에 대해 도공영역(R)을 정확하게 맞출 수 있다.
또, 제 1 에지 검출부(41)는, 제 1 도공장치(5a)에 의해 도공이 실행되는 기재(100)의 제 1 도공면(100a)에 형성된 활물질층(102) 폭방향의 에지 위치를 검출하는 센서이다. 이 제 1 에지 검출기(41)는, 송출기구(2b)와 제 1 가이드 롤러(4a)와의 사이에서 기재(100)에 대해 제 1 도공장치(5a)와 동일 측에 배치된다.
제 2 에지 검출기(43)는 제 2 도공장치(5b)에 의해 도공이 실행되는 기재(100)의 제 2 도공면(100b)에 형성된 활물질층(102) 폭방향의 에지 위치를 검출하는 센서이다. 이 제 2 에지 검출기(43)는, 단부 파지장치(9)와 플로팅 드라이어(10)와의 사이에서 기재(100)에 대해 제 2 도공장치(5b)와 동일 측에 배치된다.
이들 제 1 에지 검출기(41) 및 제 2 에지 검출기(43)는, 제어기(11)에 접속되고, 검출한 활물질층(102)의 에지 위치를 나타내는 신호를 제어기(11)에 송신한다. 이들 양 에지 검출기(41, 43)에는, 예를 들어, 기재(100)를 향해 광(L)을 조사하여, 그 반사광의 강도(强度)에 기초하여 활물질층(102)의 에지 위치를 검출하는 광 반사식의 위치검출 센서가 바람직하게 이용된다.
그리고, 제어기(11)는, 제 1 에지 검출기(41)에서 검출된 활물질층(102)의 에지 검출위치를 나타내는 신호를 수신하고, 이 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에, 제 1 이동기구(45)(제 1 엑츄에이터(46))를 구동시킴으로써, 기재(100)의 제 1 도공면(100a)의 도공영역(R) 위치를 활물질층(102)에 대해 소정의 범위 내로 되도록 기재(100)를 그 폭방향에서 활물질층(102)의 에지위치의 어긋난 방향과는 반대측으로 이동시킨다. 또, 제어기(11)는, 제 2 에지 검출기(43)에서 검출된 활물질층(102)의 에지 검출위치를 나타내는 신호를 수신하고, 이 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에, 제 2 이동기구(47)(제 2 엑츄에이터(67))를 구동시킴으로써, 기재(100)의 제 2 도공면(100b)의 도공영역(R) 위치를 활물질층(102)에 대해 소정의 범위 내가 되도록 기재(100)를 그 폭방향에서 활물질층(102)의 에지 위치의 어긋난 방향과는 반대측으로 이동시킨다. 이에 따라, 활물질층(102)에 대해 위치 정밀도 좋게 기재(100)의 양면에 도공액을 각각 도공할 수 있다.
또, 단부 파지 장치(9)에는, 도 5에 나타내듯이, 제 2 엑츄에이터(67)로 선회시킨 한 쌍의 닙 롤러(9b)의 자세를 초기설정의 자세로 되돌리기 위한 센터 포지션 검출기(70)가 종단면이 역 "L"자형의 장착판(71)을 개재하여 기대(50)에 체결되어 장착된다. 선회로드(54)의 기단부에는, 동일 로드(54)의 외측방으로 돌출하고, 기재(100)의 통상 반송 시에 센터 포지션 검출기(70)의 상방에 선단부가 위치하는 포지션 검출용 돌출편(66)이 고정된다. 이 돌출편(66)은, 선회 로드(54)의 회전동작에 의해 동일 로드(54)와 일체로 회동하고, 한 쌍의 닙 롤러(9b)의 회전축이 통상 반송 시의 축방향에 대해 경사지게 되면, 센터 포지션 검출기(70)의 검출역(域)으로부터 어긋나도록 된다.
센터 포지션 검출기(70)는, 이 돌출편(66)의 검출 유무를 나타내는 신호를 제어기(11)에 송신한다. 제어기(11)는, 사용자에 의해 한 쌍의 닙 롤러(9b)를 초기설정의 자세로 되돌리는 지령이, 도시하지 않는 조작 패널을 개재하여 입력된 경우에, 센터 포지션 검출기(70)로부터의 신호에 기초하여, 제 2 엑츄에이터(67)를 구동시켜 지지로드(53)를 회전시키고, 한 쌍의 닙 롤러(9b)를 초기 설정의 자세로 되돌린다.
상기 도공 존(1b)에서 양면에 도공이 실행된 기재(100)는, 건조 존(1c)에서, 바로 플로팅 드라이어(10)에 반입되고, 건조처리가 행해진다.
플로팅 드라이어(10)는, 공지(公知)의 가로로 긴 건조기이고, 도공액이 양면에 도공된 기재(100)를 반송하면서 건조시킬 수 있다. 플로팅 드라이어(10)의 내부에는, 드라이 에어를 기재(100)를 향해 뿜칠하는 송풍기(10a)가 상하로 엇갈리게 설치된다. 플로팅 드라이어(10)의 상류측 단부에는, 기재(100)가 반입되는 반입구(10b)가 형성되고, 플로팅 드라이어(10)의 하류측 단부에는, 기재(100)를 반출하는 반출구(10c)가 형성된다. 이 플로팅 드라이어(10)에 의해 기재(100) 양면의 도공액을 건조시킴으로써 내열 보호층(103)이 형성된다.
이 플로팅 드라이어(10)의 외측이며 반출구(10c)의 근방에는, 제 3 가이드 롤러(4c)가 설치된다. 이 제 3 가이드 롤러(4c)는, 플로팅 드라이어(10)의 반출구(10c)로부터 반출된 기재(100)를 지지함과 동시에 권취장치(3)로 안내한다.
권취장치(3)는, 기재(100)를 롤형으로 권취함과 동시에 지지하는 지지대(3a)와, 이 지지대(3a)에 동기하여 처리 존(1a)으로부터 기재(100)를 인입하는 하류측 송출기구(3b)를 가지고, 권출장치(2)와 연동하여 작동한다. 하류측 송출기구(3b)는, 기재(100)의 양면을 끼워 넣는 한 쌍의 인입롤러(3c)를 가지고, 이들 한 쌍의 인입롤러(3c)를 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 기재(100)를 일정의 속도로 권취장치(3)의 지지대(3a)측에 인입하고, 이 지지대(3a)에 세팅된 심재에 감아, 양면에 내열 보호층(103)이 형성된 기재(100)를 회수한다.
-실시형태의 효과-
이 실시형태에 의하면, 제 1 에지 검출기(41)에서 검출된 활물질층(102)의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에는, 제 1 이동기구(45)가 구동되고, 기재(100)가 그 폭방향으로 이동함으로써, 제 1 도공장치(5a)에 의해 내열 보호층(103) 형성용의 도공액이 도공되는 도공영역(R)의 위치가 활물질층(102)에 대해 소정의 범위 내로 된다. 또, 제 2 에지 검출기(47)에서 검출된 활물질층(102)의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에는, 제 2 이동기구(47)가 구동되고, 기재(100)가 그 폭방향으로 이동함으로써, 제 2 도공장치(5b)에 의해 내열 보호층(103) 형성용의 도공액이 도공되는 도공영역(R)의 위치가 활물질층(102)에 대해 소정의 범위로 된다. 따라서, 미리 형성된 각 활물질층(102)에 대해 우수한 위치 정밀도로 기재(100)의 양면에 내열 보호층(103)을 형성하여 품질이 좋은 전지용 전극재를 제조할 수 있다.
또, 이 실시형태에 의하면, 제 1 이동기구(45)가 권출장치(2)와 이 권출장치(2)의 지지대(2a)째로 롤형 기재(100)의 폭방향으로 이동시키는 제 1 엑츄에이터(46)로 구성되므로, 기재(100)를 이 폭방향으로 정확하고 또 신속하게 이동시킬 수 있다. 또한, 권출장치(2)를 제 1 이동기구(45)와 겸용시키고, 또 단부 파지장치(9)를 제 2 이동기구(47)와 겸용시키므로, 권출장치(2) 및 단부 파지장치(9)는 별도로 제 1 이동기구(45) 및 제 2 이동기구(47)를 각각 설치하는 경우에 비해, 시스템 구성을 간략하게 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제 1 도공장치(5a)가 기재(100)의 반송방향의 상류측에, 제 2 도공장치(5b)가 기재(100) 반송방향의 하류측에 각각 설치된다고 하였으나, 제 2 도공장치(5b)가 기재(100)의 반송방향의 상류측에, 제 1 도공장치(5a)가 기재(100)의 반송방향의 하류측에 각각 설치되어도 상관없다.
또, 상기 실시형태에서는, 제 1 에지 검출기(41) 및 제 2 에지 검출기(43)에 광 반사식의 위치검출센서가 적합하게 이용된다고 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 초음파식 등의 다른 방식의 위치검출 센서라도 기재에 미리 형성된 활물질층(102)의 에지 위치를 검출할 수 있는 것이라면 채용하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 제 1 이동기구(45)가 권출장치(2)와 제 1 엑츄에이터(46)로 구성되고, 제 2 이동기구(47)가 단부 파지장치(9)에 의해 구성된다고 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 이동기구(45)는 예를 들어, 송출기구(2b)와, 이 송출기구(2b)의 한 쌍의 송출롤러(2c)의 회전축의 방향을 변경하는 엑츄에이터로 구성되고, 송출기구(2c)에 의한 기재(100)의 송출방향을 바꿈으로써, 제 1 도공장치(5a)에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시키도록 되어도 되고, 상기 실시형태의 제 2 이동기구(47)와 마찬가지 단부 파지장치로 구성되어도 상관없고, 그 밖의 구성이라도 된다. 또, 제 2 이동기구(47)는, 예를 들어 제 2 가이드 롤러(4b)와, 이 제 2 가이드 롤러(4b)의 회전축 방향을 변경하는 엑츄에이터로 구성되고, 제 2 가이드 롤러(4b)에 의한 기재(100)의 안내 방향을 바꿈으로써, 제 2 도공장치(5b)에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 기재(100)의 위치를 그 폭방향으로 이동시키도록 되어도 되고, 그 밖의 구성이라도 상관없다.
그 밖에, 상기 실시형태에서는, 처리대상으로 하는 기재(100)로서 금속 박(101)의 양면에 활물질층(102)이 미리 각각 형성된 것을 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 금속 박(101)이나 그 밖의 베이스 기재의 양면에 그 폭방향의 양단으로부터 내측으로 간격을 두고 도공에 의해 제 1 도공층이 미리 형성된 것이면 된다.
[산업상 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 베이스 기재의 양면에 그 폭방향의 양단으로부터 내측에 간격을 두고 제 1 도공층이 미리 각각 형성된 길이가 긴 기재를 반송하면서, 이 기재의 양면에 제 1 도공층을 피복함과 동시에 베이스 기재의 양단으로부터 내측에 간격을 두고 제 2 도공층을 형성하는 양면 도공 시스템에 대해 유용하고, 특히, 미리 형성된 각 제 1 도공층에 대해 충분한 위치 정밀도로 기재의 양면에 제 2 도공층을 형성하여 양호한 품질의 도공제품을 제조하는 것이 요망되는 양면 도공 시스템에 적합하다.
R : 도공액의 도공영역 1 : 양면 도공 시스템
2 : 권출 장치 4a, 4c : 가이드 롤러
4b : 가이드 롤러(방향 전환용 롤러) 5a : 제 1 도공장치
5b : 제 2 도공장치 9b : 닙 롤러
10 : 플로팅 드라이어 11 : 제어기
41 : 제 1 에지 검출기 43 : 제 2 에지 검출기
45 : 제 1 이동기구 46 : 제 1 엑츄에이터
47 : 제 2 이동기구 67 : 제 2 엑츄에이터
100 : 기재 100c : 기재의 미도공부
101 : 금속 박(베이스 기재) 102 : 활물질층(제 1 도공층)
103 : 내열 보호층(제 2 도공층)

Claims (6)

  1. 베이스 기재(基材)의 양면에 제 1 도공(塗工)층이 각각 미리 형성된 길이가 긴 기재(基材)를 처리 대상으로 하고, 이 기재의 양면에 제 2 도공층을 형성하는 양면 도공 시스템에 있어서,
    상기 기재를 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 반송하는 복수의 가이드 롤러와,
    상기 기재의 반송방향에 서로 거리를 두어 배치되고, 상기 복수의 가이드 롤러에 의해 반송되는 기재의 양면에 대해, 상기 제 1 도공층을 피복함과 동시에, 상기 베이스 기재 폭방향의 양단측에 미(未)도공부를 남기도록 상기 제 2 도공층 형성용 도공액을 각각 도공하는 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치와,
    상기 제 1 도공장치에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 상기 기재의 위치를 이 기재의 폭방향으로 이동시키는 제 1 이동기구와,
    상기 제 2 도공장치에 의해 도공을 실행하는 부분에서의 상기 기재의 위치를 이 기재의 폭방향으로 이동시키는 제 2 이동기구와,
    상기 제 1 도공장치에 의해 도공을 실행하는 기재의 한쪽 면에 형성된 상기 제 1 도공층 폭방향의 에지 위치를 검출하는 제 1 에지 검출기와,
    상기 제 2 도공장치에 의해 도공을 실행하는 기재의 다른 쪽 면에 형성된 상기 제 1 도공층 폭방향의 에지 위치를 검출하는 제 2 에지 검출기와,
    상기 제 1 에지 검출기에서 검출된 상기 제 1 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에 상기 제 1 이동기구를 구동시키고, 또 상기 제 2 에지 검출기에서 검출된 상기 제 1 도공층의 에지 검출위치가 기준위치에 대해 어긋난 때에 상기 제 2 이동기구를 구동시킴으로써, 상기 기재 양면의 도공액이 도공되는 도공영역의 위치를 상기 제 1 도공층에 대해 소정의 범위 내로 하도록 상기 기재를 그 폭방향으로 이동시키는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 가이드 롤러는, 상기 기재가 감아 걸려 이 기재의 반송방향을 바꾸는 방향 전환용 롤러를 포함하고,
    상기 제 1 도공장치와 상기 제 2 도공장치는, 상기 방향전환용 롤러의 상류측과 하류측으로 나뉘어 각각 배치되며,
    상기 제 1 이동기구는, 상기 기재의 반송방향에서 상기 방향 전환용 롤러 와의 사이에 상기 제 1 도공장치를 개재한 위치에 배치되고, 이 위치에서 상기 기재를 그 폭방향으로 이동시키고,
    상기 제 2 이동기구는, 상기 기재의 반송방향에 있어서 상기 방향 전환용 롤러와의 사이에 상기 제 2 도공장치를 개재한 위치에 배치되고, 이 위치에서 상기 기재를 그 폭방향으로 이동시키며,
    상기 제 1 에지 검출기는, 상기 제 1 도공장치보다 상기 제 1 이동기구측의 위치에서 상기 제 1 도공층의 에지 위치를 검출하고,
    상기 제 2 에지 검출기는, 상기 제 2 도공장치보다 상기 제 2 이동기구측의 위치에서 상기 제 1 도공층의 에지 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기재를 롤형으로 감긴 상태에서 지지함과 동시에, 이 기재를 상기 복수의 가이드 롤러로 권출(unwind)하는 권출장치를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구 중 상기 기재의 반송방향의 상류측 이동기구는, 상기 권출장치와, 이 권출장치에 지지된 롤형의 기재를 이 기재의 폭방향으로 이동시키는 엑츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 도공층 형성용의 도공액이 양면에 도공된 상기 기재를 건조시키는 플로팅 드라이어(floating dryer)와, 상기 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치 중 상기 기재의 반송방향의 하류측 도공장치와 상기 플로팅 드라이어와의 사이에서 상기 기재의 폭방향의 양단측에 1조(組)씩 배치되어 상기 기재의 미(未)도공부를 양면으로부터 끼워 넣으면서 이 기재의 반송방향의 하류측으로 보내는 한 쌍의 닙 롤러(nip roller)를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 이동기구 및 제 2 이동기구 중 상기 기재의 반송방향의 하류측 이동기구는, 상기 한 쌍의 닙 롤러와, 이 한 쌍의 닙 롤러의 회전축을 통상 반송 시의 축방향에 대해 경사지게 함으로써 이 한 쌍의 닙 롤러에 의한 상기 기재의 송출방향을 바꾸는 엑츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 도공장치 및 제 2 도공장치는, 각각 그라비아 키스 도공 방식의 도공장치인 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기재는 금속 박(箔)이고,
    상기 제 1 도공층은 전지용의 활물질층이며,
    상기 제 2 도공층 형성용의 도공액은 난연재를 포함하고, 이 도공액이 양면에 도공된 기재를 건조시킴으로써, 이 기재의 양면에 상기 제 2 도공층으로써 내열 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면 도공 시스템.
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