KR101899768B1 - 라미네이팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극판 표면에 절연 테이프를 부착하는 라미네이팅 장치에 관한 것으로, 자세하게는 극판을 이송시키는 위치가 고정된 다수의 롤러 사이에 위치 이동이 가능한 롤러를 배치하여, 극판이송에 따른 극판의 텐션을 조절하는 라미네티이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 극판을 이송시키는 위치가 고정된 다수의 롤러 사이에 위치 이동이 가능한 롤러를 배치하여, 극판이송에 따른 극판의 텐션을 조절하는 라미네티이 장치를 제공하는 것이다.

Description

라미네이팅 장치{Laminating device}

본 발명은 극판 표면에 절연 테이프를 부착하는 라미네이팅 장치에 관한 것으로, 자세하게는 극판을 이송시키는 위치가 고정된 다수의 롤러 사이에 위치 이동이 가능한 롤러를 배치하여, 극판이송에 따른 극판의 텐션을 조절하는 라미네이팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 라미네이팅 장치는 별종 소재를 하나로 결합하기 위한 장치이다. 즉, 라미네이팅 장치는 서로 다른 이종의 소재를 이송하고 하나의 소재 위에 다른 소재를 합포하고, 합포된 결과물을 권취한다.

이와 같은 라미네이팅 장치에 대해 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0446095호 "원단 합포장치", 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0098074호 "직물의 합포제조방법 및 그 장치" 등이 개시되어 있다.

그러나 종래의 라미네이팅 장치는 소재를 이송하는 과정에서 상기 소재에 가해지는 장력을 일정하게 유지하지 못하는 문제가 있었다. 소재에 가해지는 장력이 불규칙해짐에 따라 상기 소재가 찢어지거나 파손되는 문제가 있었다. 따라서, 이송되는 소재에 일정 범위의 장력이 가해지게 설계함에 따라 손상되지 않고 합포된 원단이 권취될 수 있도록 할필요가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0446095호

본 발명의 목적은 극판을 이송시키는 위치가 고정된 다수의 롤러 사이에 위치 이동이 가능한 롤러를 배치하여, 극판이송에 따른 극판의 텐션을 조절하는 라미네티이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 절연 테이프의 이송하는 과정에서, 절연 테이프 이송 롤러의 수직 왕복 운동에 의해 절연 테이프의 텐션을 일정하게 유지하는 라미네티이 장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

라미네이팅 장치는 회전하여 권취된 극판을 권출하는 극판 권출부; 극판 권출부가 권출하는 극판을 이송시키는 극판 이송롤러; 극판 이송롤러가 이송한 극판을 유입 및 유출하는 텐션조절 롤러부;를 포함하되, 상기 텐션조절 롤러부는 텐션조절 롤러부의 회전축, 상기 극판 이송롤러가 이송한 극판이 상부로 유입되어 측부를 거쳐 하부에서 유출하는 텐션조절 롤러, 상기 텐션조절 롤러를 회전 가능하도록 파지하는 텐션조절 롤러 파지부, 상기 텐션조절 롤러부의 회전축과 결합하는 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부를 포함하고, 상기 텐션조절 롤러부의 회전축이 상기 극판이 유입 가속도와 유출 가속도의 차이에 기초하여 회전한다.

상기 라미네이팅 장치는 상기 극판의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 절연 테이프를 부착시키는 절연 테이프 부착부;를 더 포함하되, 상기 테이프 부착부는 회전하여 권취된 절연 테이프를 권출하는 절연 테이프 권출부; 절연 테이프 권출부가 권출하는 절연 테이프를 이송시키는 제 1 절연 테이프 이송 롤러; 제 1 절연 테이프 이송 롤러가 이송한 절연 테이프를 유입하여 유출하는 제 2 절연 테이프 이송 롤러; 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러를 수직으로 이동시키는 수직 이동부; 수평 왕복 운동하되, 절연 테이프의 일단을 파지하는 절연 테이프 파지부; 수직 왕복 운동하는 커팅날; 상기 커팅날이 절연 테이프를 가압하여 절단하도록, 상기 절연 테이프를 받치는 커팅 받침대; 상기 절단된 절연 테이프를 받치는 흡착 받침대; 수직 왕복 운동하고, 상기 흡착 받침대가 받치는 절단된 절연 테이프를 흡착하는 흡착부;를 포함하되, 상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러와 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러는 지그재그로 배치되고, 상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러보다 상부에 위치하며, 상기 절연 테이프 권출부가 회전하여 상기 절연 테이프를 권출할 때, 상기 수직 이동부는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러를 하부로 이동시키고, 상기 절연 테이프 파지부가 절연 테이프의 일단을 파지하여 수평 운동할 때, 상기 수직 이동부는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러를 상부로 이동시키며, 상기 절연 테이프 파지부가 절연 테이프의 일단을 파지하여 제 1 방향으로 수평 이동 후, 상기 커팅날은 절연 테이프를 가압하여 절단하고, 상기 흡착부는 절단된 절연 테이프를 흡착하고 상기 극판 표면에 상기 절단된 절연 테이프를 배치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 극판을 이송시키는 위치가 고정된 다수의 롤러 사이에 위치 이동이 가능한 롤러를 배치하여, 극판이송에 따른 극판의 텐션을 조절하는 라미네티이 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 절연 테이프의 이송하는 과정에서, 절연 테이프 이송 롤러의 수직 왕복 운동에 의해 절연 테이프의 텐션을 일정하게 유지하는 라미네티이 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 라미네이팅 장치의 일부 구성을 도시한다.
도 2는 라미네이팅 장치의 일부 구성을 도시한다.
도 3은 텐션 조절 롤러의 단면도이다.
도 4는 텐션조절 롤러부의 사시도이다.
도 5는 절연테이프 부착부가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 절연테이프 부착부가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 절연테이프 부착부가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 절연테이프 부착부가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 절연테이프 부착부가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 흡착부가 이동 후 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 밀봉재가 형성된 롤러를 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

도 1은 라미네이팅 장치(1)의 일부 구성을 도시한다. 도 1은 자세하게 라미네이팅 장치(1)의 극판 권취부(43), 극판 권출부(2) 및 라미네이팅 장치(1)를 총괄제어하는 컨트롤러(42)를 도시한다.

일반적으로 리튬 이온 전지 및 리튬 폴리머 전지와 같은 이차 전지는 캔 내부에 전해액과 함께 전극 조립체가 내장되어 있다. 이러한 전극 조립체는 다시 양극판, 세퍼레이터 및 음극판으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 양극판(또는 음극판)은 일정한 폭을 가진 띠 형상의 양극(또는 음극) 집전 기재와, 집전 기재의 표면에 패터닝되어 코팅되는 양극(또는 음극) 활물질층으로 구성되어 있다. 더불어, 상기 집전 기재에는 활물질층이 코팅되지 않은 무지부가 형성되어 있는데, 이러한 무지부에는 통상 외부 회로와 연결하기 위한 도전탭이 용접되어 있다.

상기 양극판(또는 음극판)에는 절연 테이프가 활물질층의 끝단부 및 무지부의 일부에 걸쳐 라미네이팅되어, 활물질층의 끝단을 보호하고, 상이한 극성의 활물질층간의 단락을 방지한다.

즉, 라미네이팅 장치(1)는 전술한 극판(양극판 또는 음극판)에 절연 테이프를 붙인다.

컨트롤러에 대한 상세한 설명은 후술한다. 도 1 에 도시된 극판 권출부(2)로부터 권출되는 극판에는 아직 절연 테이프가 라미네이팅되어 있지 않은 상태이다. 도 1에 도시된 극판 권취부(43)로 궈취되는 극판에는 절연 테이프가 라미네이팅(합포) 되어 있다.

도 2는 라미네이팅 장치(1)의 일부 구성을 도시한다. 도 3은 텐션 조절 롤러의 단면도이다. 도 4는 텐션조절 롤러부(4)의 사시도이다.

도 2에서는 극판 권출부(2)에서 권취된 극판은 복수의 극판 이송롤러(3), 텐션조절 롤러부(4) 및 절연 테이프 부착부(44)를 경유하여 극판 권취부(43)에 권취된다. 각 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.

본 발명에 따른 라미네이팅 장치(1)는 회전하여 권취된 극판을 권출하는 극판 권출부(2); 극판 권출부(2)가 권출하는 극판을 이송시키는 극판 이송롤러(3); 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판을 유입 및 유출하는 텐션조절 롤러부(4);를 포함하되, 상기 텐션조절 롤러부(4)는 텐션조절 롤러부의 회전축(10), 상기 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판이 상부로 유입되어 측부(7)를 거쳐 하부(8)에서 유출하는 텐션조절 롤러(5), 상기 텐션조절 롤러(5)를 회전 가능하도록 파지하는 텐션조절 롤러 파지부(9), 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)과 결합하는 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부(11)를 포함하고, 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)이 상기 극판이 유입 가속도와 유출 가속도의 차이에 기초하여 회전하면, 상기 텐션조절 롤러(5)는 왕복운동한다.

극판 권출부(2)는 회전하여 권취된 극판을 권출한다. 극판 권출부(2)에는 극판이 롤 형태로 다수회 권취될 수 있다. 극판 권출부(2)는 회전하여 주기적으로 극판을 기설정된 길이만큼 권출한다. 극판 권출부(2)에는 일측에 모터(미도시)가 연결되어 있다. 극판 권출부(2)가 극판을 권출하는 방향 및 속도는 상기 모터의 작동에 의하여 조절된다. 모터는 본 발명에서 극판 권출부(2) 뿐만 아니라, 회전, 수평운동, 수직운동 등의 방법으로 유동하는 모든 구성에 연결될 수 있음은 자명하다.

극판 이송롤러(3)는 극판 권출부(2)가 권출하는 극판을 이송시킨다. 극판 이송롤러(3)는 하나 이상이다. 극판 이송롤러(3)는 권출부가 권출한 극판을 유입 및 유출할 수 있다. 또한 극판 이송롤러(3)는 다른 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판을 유입 및 유출할 수 있다. 또한, 극판 이송롤러(3)는 후술할 텐셔조절 롤러부가 이송한 극판을 유입 및 유출할 수 있다.

텐션조절 롤러부(4)는 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판을 유입 및 유출한다. 상기 텐션조절 롤러부(4)는 텐션조절 롤러부의 회전축(10), 상기 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판이 상부로 유입되어 측부(7)를 거쳐 하부(8)에서 유출하는 텐션조절 롤러(5), 상기 텐션조절 롤러(5)를 회전 가능하도록 파지하는 텐션조절 롤러 파지부(9), 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)과 결합하는 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부(11)를 포함하고, 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)이 상기 극판이 유입 가속도와 유출 가속도의 차이에 기초하여 회전하면, 상기 텐션조절 롤러(5)는 왕복운동한다.

도 3을 참조하면, 텐션조절 롤러부(4)가 포함하는 텐션조절 롤러(5)는 상기 극판 이송롤러(3)가 이송한 극판을 상부로 유입되어 측부(7)를 거쳐 하부(8)에서 유출한다. 즉, 텐션조절 롤러(5)는 도 3에 도시된 회전방향인 반시계방향으로 회전하여 극판을 이송한다. 텐션조절 롤러(5)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 극판이 상부로 유입되어 측부(7)를 거쳐 하부(8)에서 유출됨은 자명하다. 상부(6)는 하부(8)와 비교하여 y축 좌표가 더 크다.

텐션조절 롤러 파지부(9)는 상기 텐션조절 롤러(5)를 회전 가능하도록 파지한다. 도 4를 참조하면, 텐션조절 롤럴 파지부는 상기 텐션조절 롤러(5) 양측을 파지하고, 상기 텐션조절 롤러(5)는 텐션조절 롤러 파지부(9)에 거치된 상태에서 회전한다.

텐션조절 롤러부의 회전축 고정부(11)는 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)과 결합한다. 상기 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부(11)는 상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)과 결합하는 방법에는 제한이 없다. 도 4를 참조하면 텐션조절 롤러부의 회전축(10)이 화살표 방향으로 회전하면 텐션조절 롤러부의 회전축(10)과 결합된 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부(11)도 같은 방향으로 회전한다. 결과적으로 텐션조절 롤러부(4)가 포함한 모든 구성은 텐션조절 롤러부의 회전축(10)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.

상기 텐션조절 롤러부의 회전축(10)이 상기 극판의 유입 가속도와 유출 가속도의 차이에 기초하여 회전하면, 상기 텐션조절 롤러(5)는 왕복운동한다. 도 3을 참조하면, 극판의 유입 가속도는 텐션조절 롤러(5)의 상부(6)로 유입되는 극판의 가속도이다. 그리고, 유출 가속도는 텐션조절 롤러(5)의 하부에서 유출하는 극판의 가속도이다.

도 2를 참조하면, 텐션조절 롤러부(4)는 화살표 방향으로 왕복 운동함을 도시한다. 상기 왕복운동은 실에 매달린 추가 일정한 경로를 반복해서 왕복하는 운동인 진자운동일 수 있다.

본 발명에 따른 권출부, 롤러, 권취부는 2초동안 회전하고, 1초동안 회전을 멈추는 동작을 반복한다. 이에 따라 극판은 2초동안 이송되고 1초동안 이송 되지 않는다. 극판의 텐션 변화를 최소화 하기 위해, 상대적으로 직경이 작은 롤러는 권출부 및 권취부에 비해 더 많이 회전해야 함은 자명하다. 직경에 따른 권출부, 롤러, 권취부의 회전량을 조절하더라도 극판에 기준범위를 벗어나는 장력이 가해질 수있다.

극판이 이송될 때 상기 텐션조절 롤러(5)에서 극판의 유입 가속도가 유출 가속도보다 더 크면, 텐션조절 롤러부의 회전축(10)은 시계방향으로 회전하고, 이에 따라 텐션조절 롤러(5)는 좌측 상부로 이동한다. 극판의 유입 가속도가 유출 가속도보다 더 큰 경우는 도 2에서 점선으로 표시된 텐션조절 롤러부(4)와 같이 좌측 상부에 위치한다. 좌측은 도 2에서 z축 음의 방향이고, 상부는 y축 양의 방향이다. 그리고, 극판의 이송이 멈추면 극판의 유입 가속도와 유출 가속도가 동일해짐에 따라 중력에 의해 회전축은 반시계방향으로 회전한다. 이에 따라 좌측 상부로 이동했던 텐션조절 롤러(5)는 다시 제자리로 돌아온다.

극판이 이송될 때 상기 텐션조절 롤러(5)에서 극판의 유출 가속도가 유입 가속도보다 더 크면, 텐션조절 롤러부의 회전축(10)은 반시계방향으로 회전하고, 이에 따라 텐션조절 롤러(5)는 우측 상부로 이동한다. 우측은 도 2에서 z축 양의 방향이고, 상부는 y축 양의 방향이다. 극판의 유출 가속도가 유입 가속도보다 더 큰 경우는 도 2에서 겹선으로 표시된 텐션조절 롤러부(4)와 같이 우측 상부에 위치한다. 그리고, 극판의 이송이 멈추면 극판의 유입 가속도와 유출 가속도가 동일해짐에 따라 중력에 의해 회전축은 시계방향으로 회전한다. 이에 따라 우측 상부로 이동했던 텐션조절 롤러(5)는 다시 제자리로 돌아온다. 극판의 유출 가속도가 유입 가속도와 동일한 경우는 도 2에서 실선으로 표시된 텐션조절 롤러부(4)이다.

극판이 이송되고 멈추는 하나의 주기동안 전술한 것처럼, 텐션조절 롤러(5)는 진자운동과 같이 왕복운동한다. 텐션조절 롤러(5)가 왕복운동함에 따라 극판의 텐션이 조절된다. 즉, 극판에 가해지는 장력은 텐션조절 롤러(5)의 위치가 이동됨에 따라 일정해 질 수 있다. 텐션조절 롤러부의 회전축(10)의 회전에 따라 텐션조절 롤러(5)는 상기 텐션조절 롤러(5)로 극판을 직접 이송하는 극판 이송롤러(3) 및 상기 텐션조절 롤러(5)로부터 극판을 직접 이송받는 극판 이송롤러(3)와의 거리가 조절됨에 따라 극판의 텐션을 이송하는 동안 내내 일정하게 할 수 있다. 이에 따라 극판의 손상을 최소화할 수 있다.

도 5는 절연테이프 부착부(44)가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 6은 절연테이프 부착부(44)가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 7은 절연테이프 부착부(44)가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 8은 절연테이프 부착부(44)가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 9는 절연테이프 부착부(44)가 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 10은 흡착부(19)가 이동 후 극판에 절연테이프를 부착하는 과정을 도시한 도면이다. 도 5 내지 도 10에 도시된 각 구성의 이동에 필요한 액추에이터 등의 구성이 생략되었다는 점은 용이하게 이해될 것이다. 본 발명의 모든 구성은 도 1에 도시된 컨트롤러(42)가 각 구성을 구동하는 액츄에이터에 구동 명령을 전송함에 따라 구동됨은 자명하게 이해될 수 있다.

상기 라미네이팅 장치(1)는 상기 극판의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 절연 테이프를 부착시키는 절연 테이프 부착부;를 더 포함하되, 상기 테이프 부착부는 회전하여 권취된 절연 테이프를 권출하는 절연 테이프 권출부(12); 절연 테이프 권출부(12)가 권출하는 절연 테이프를 이송시키는 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13); 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)가 이송한 절연 테이프를 유입하여 유출하는 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14); 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 수직으로 이동시키는 수직 이동부(21); 수평 왕복 운동하되, 절연 테이프의 일단을 파지하는 절연 테이프 파지부(15); 수직 왕복 운동하는 커팅날(16); 상기 커팅날(16)이 절연 테이프를 가압하여 절단하도록, 상기 절연 테이프를 받치는 커팅 받침대(17); 상기 절단된 절연 테이프를 받치는 흡착 받침대(20); 수직 왕복 운동하고, 상기 흡착 받침대(20)가 받치는 절단된 절연 테이프를 흡착하는 흡착부(19);를 포함하되, 상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)와 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)는 지그재그로 배치되고, 상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)보다 상부에 위치하며, 상기 절연 테이프 권출부(12)가 회전하여 상기 절연 테이프를 권출할 때, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 하부로 이동시키고, 상기 절연 테이프 파지부(15)가 절연 테이프의 일단을 파지하여 수평 이동할 때, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 상부로 이동시키며, 상기 절연 테이프 파지부(15)가 절연 테이프의 일단을 파지하여 제 1 방향으로 수평 이동 후, 상기 커팅날(16)은 절연 테이프를 가압하여 절단하고, 상기 흡착부(19)는 절단된 절연 테이프를 흡착하고 상기 극판 표면에 상기 절단된 절연 테이프를 배치하는 것을 특징으로 한다.

절연 테이프 부착부(44)는 상기 극판의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 절연 테이프를 부착시킨다. 도 2에서 절연 테이프 부착부(44)는 블록도로 도시된다. 상기 절연 테이프 부착부(44)를 통과한 극판의 상부 및 하부 중 적어도 하나에 절연 테이프가 부착된다. 도 2는 2개의 절연 테이프 부착부(44)를 도시하는데, 각각의 절연 테이프 부착부(44)는 극판의 서로 다른 위치에 절연 테이프를 라미네이팅 할 수 있다.

절연 테이프 권출부(12)는 회전하여 권취된 절연 테이프를 권출한다. 절연 테이프 권출부(12)에는 절연 테이프가 롤 형태로 다수회 권취될 수 있다. 절연 테이프 권출부(12)는 회전하여 주기적으로 절연 테이프를 기설정된 길이만큼 권출한다. 절연 테이프 권출부(12)에는 일측에 모터(미도시)가 연결되어 있다. 절연 테이프 권출부(12)가 절연 테이프를 권출하는 방향 및 속도는 상기 모터의 작동에 의하여 조절된다.

제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 절연 테이프 권출부(12)가 권출하는 절연 테이프를 이송시킨다. 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 하나 이상이다. 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 절연 테이프 권출부(12)가 권출한 절연 테이프를 유입 및 유출할 수 있다. 또한, 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 다른 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13) 또는 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)가 이송한 절연 테이프를 유입 및 유출할 수 있다.

제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)는 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)가 이송한 절연 테이프를 유입하여 유출한다. 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)는 하나 이상이다.

상기 테이프 부착부는 제 3 절연 테이프 이송롤러(22)를 더 포함하고, 제 3 절연 테이프 이송 롤러는 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)가 이송한 절연 테이프를 유입하여 유출한다.

수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 수직으로 이동시킨다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 수직 이동부(21)는 두개의 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 y축 양의 방향 또는 음의 방향으로 이동시킨다.

절연 테이프 파지부(15)는 수평 왕복 운동하되, 절연 테이프의 일단을 파지한다. 수평 왕복 운동은 x축 양의 방향 또는 음의 방향으로 이동하는 운동이다. 절연 테이프 파지부(15)는 상기 절연 테이프를 파지하는 절연 테이프 파지부 암(18)을 더 포함한다. 상기 절연 테이프 파지부 암(18)은 2개이다. 2개의 절연 테이프 파지부 암(18)은 수직 방향으로 이동한다. 2개의 절연 테이프 파지부 암(18)은 서로 가까운 방향으로 이동하여 절연 테이프 일단을 파지한다. 즉, 상부에 위치한 절연 테이프 파지부 암(18)은 하부로 이동하고, 하부에 위치한 절연 테이프 파지부 암(18)은 상부로 이동한다. 2개의 절연 테이프 파지부 암(18)은 절연 테이프를 사이에 두고 밀착함에 따라, 상기 절연 테이프 파지부(15)는 절연 테이프를 파지한다.

커팅날(16)은 수직 왕복 운동한다. 커팅 받침대(17)는 상기 커팅날(16)이 절연 테이프를 가압하여 절단하도록, 상기 절연 테이프를 받친다. 도 7 내지 도8을 참조하면, 도 7에서 커팅 받침대(17)는 절연 테이프 하부를 받친다. 도 8을 참조하면, 커팅날(16)은 수직 아래로 이동하여 커팅 받침대(17) 상에 배치된 절연 테이프를 가압한다. 기준치 이상의 압력이 가해지면 상기 절연 테이프는 절단된다.

흡착 받침대(20)는 상기 절단된 절연 테이프를 받친다. 흡착부(19)는 수직 왕복 운동하고, 상기 흡착 받침대(20)가 받치는 절단된 절연 테이프를 흡착한다. 도 7을 참조하면, 흡착부(19)는 상부에 위치한다. 그리고, 도 8을 참조하면, 커팅날(16)이 수직 하강함에 따라 상기 흡착부(19)도 수직 하강한다. 상기 흡착부(19)가 수직 하강하면 흡착 받침대(20)는 수직 상승한다. 커팅날(16)이 가압하여 상기 절연 테이프가 절단되면, 절단된 절연 테이프를 흡착 받침대(20)가 받치고, 상기 흡착부(19)는 상기 절연 테이프를 흡착한다. 이때 절연 테이프를 사이에 두고 맞닿아 있던 2개의 절연 테이프 파지부 암(18)은 서로 이격된다. 도 9를 참조하면, 커팅날(16)은 수직 상승하고, 흡착부(19)는 절연 테이프를 흡착한 상태에서 수직 상승한다. 그리고 수직 상승했던 흡착 받침대(20)는 원래 위치로 이동한다. 즉, 흡착 받침대(20)는 수직 하강한다.

도 5 내지 9는 xy평면에서 본 발명을 도시한 것이고, 도 10은 zy평면에서 본 발명을 도시한 것이다. 도 10에서 1점 쇄선으로 표시된 흡착부(19)는 도 9에서 절연 테이프를 흡착하고 수직 상승한 흡착부(19)다. 절연 테이프를 흡착하고 수직 상승한 흡착부(19)는 극판 이동 방향과 평행 한 방향(z축 양의 방향)으로 이동한다. 극판 이동 방향과 평행 한 방향으로 이동한 흡착부(19)는 도 10에 도시된 점선으로 표시된 흡착부(19)다. 절연 테이프를 흡착하고 수직 상승한 흡착부(19)는 극판 이동 방향과 평행 한 방향으로 이동한 후 수직 하강하여 극판 상에 배치된다. 극판 상에 배치된 흡착부(19)는 도 10의 실선으로 표시된 흡착부(19)이다. 극판 상에 배치된 흡착부(19)는 절연 테이프를 더 이상 흡착하지 않고, 수직 상승한다. 흡착부(19)에 의해 흡착되지 않은 절연 테이프는 극판 상에 라미네이팅된다. 절연 테이프 상면은 흡착부(19)에 의해 흡착되고, 절연 테이프 하면에는 접착제가 도포되어 있다. 상기 흡착부(19)가 극판 상에 배치될 때, 흡착을 멈추고, 이에 따라 절연 테이프는 흡착부(19)와 분리된다. 흡착부(19)가 극판 상에 배치될 때 절연 테이프는 극판과 접촉하고, 절연 테이프 하부에 도포된 접착제에 의해 절연 테이프는 극판에 라미네이팅 된다.

상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)와 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)는 지그재그로 배치되고, 상기 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)보다 상부에 위치한다. 도 5 내지 도 9를 참조하면, 복수의 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)는 같은 높이로 설치된다. 또한, 복수의 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)도 같은 높이로 설치된다. 높이는 y축 방향을 기준으로 한다. 두개의 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13) 사이에 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)가 위치하되, 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)는 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)보다 하부에 위치한다.

상기 절연 테이프 권출부(12)가 회전하여 상기 절연 테이프를 권출할 때, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 하부로 이동시킨다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 절연 테이프 권출부(12)가 시계 방향으로 회전하면 절연 테이프는 권출되어 제 1 절연 테이프 이송 롤러(13)로 이송된다. 절연 테이프 권출부(12)가 시계 방향으로 회전하면, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 하부로 이동 시킨다. 상기 수직 이동부(21)가 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 하부로 이동시킴에 따라 절연 테이프 권출부(12)로부터 권출된 절연 테이프는 텐션을 유지할 수 있다.

또한, 상기 절연 테이프 권출부(12)가 회전하여 상기 절연 테이프를 권출할 때, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 하부로 이동시키고, 상기 절연 테이프 파지부(15)는 수평 운동하여 절연 테이프를 파지할 수 있는 위치로 이동한다.

상기 절연 테이프 파지부(15)가 절연 테이프의 일단을 파지하고 수평 운동할 때, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 상부로 이동시킨다. 도 6 참조하면, 절연 테이프 파지부(15)는 절연 테이프 파지부 암(18)이 절연 테이프를 사이에 두고 서로 밀착하여 절연 테이프를 파지한다. 도 7 참조하면, 절연 테이프를 파지한 절연 테이프 파지부(15)는 x축 양의 방향으로 수평운동함과 동시에, 상기 수직 이동부(21)는 상기 제 2 절연 테이프 이송 롤러(14)를 상부로 이동시킨다. 전술한 절연 테이프 파지부(15) 및 수직 이동부(21)의 동작에 따라 절연 테이프는 텐션을 유지하면서 이송될 수 있다.

상기 절연 테이프 파지부(15)가 절연 테이프의 일단을 파지하여 제 1 방향으로 수평 이동 후, 상기 커팅날(16)은 절연 테이프를 가압하여 절단하고, 상기 흡착부(19)는 절단된 절연 테이프를 흡착하고 상기 극판 표면에 상기 절단된 절연 테이프를 배치하는 것을 특징으로 한다.

도 8을 참조하면, 상기 절연 테이프 파지부(15)가 절연 테이프의 일단을 파지하여 제 1 방향으로 수평 이동 후, 상기 커팅날(16)은 절연 테이프를 가압하여 절단하고, 상기 흡착부(19)는 절단된 절연 테이프를 흡착한다. 여기서 제 1 방향은 x축 양의 방향이다. 상기 커팅날(16)은 수직 하강하여 절연 테이프를 가압하여 절단한다. 상기 흡착부(19)는 수직 하강하고, 흡착 받침대(20)는 수직 상승하여, 상기 흡착 받침대(20)가 상기 절단된 절연 테이프를 받친 상태에서 상기 흡착부(19)는 절단된 절연 테이프를 흡착한다. 이때 절연 테이프 파지부(15)가 포함하는 절연 테이프 파지부 암(18)은 서로 이격되어, 절연 테이프 파지부(15)는 절연 테이프를 더 이상 파지하지 않는다.

도 9를 참조하면, 커팅날(16)과 절연 테이프를 흡착한 테이프를 흡착부(19)는 수직 상승하고, 흡착 받침대(20)는 수직 하강한다. 즉, 커팅날(16)과 절연 테이프를 흡착한 테이프를 흡착부(19) 그리고 흡착 받침대(20)는 본래 위치로 돌아간다.

도 10을 참조하면, 절연 테이프를 흡착한 테이프를 흡착부(19)는 극판의 이송방향과 평행한 방향으로 이동후 수직 하강하여 극판위에 배치된다. 절연 테이프를 흡착한 테이프를 흡착부(19)가 극판위에 배치된후 흡착을 멈추고 다시 수직 상승한다. 이때, 흡착부(19)가 흡착을 멈추고 절연 테이프를 수직 아래로 가압함에 따라 절연 테이프는 극판에 라미네이팅된다. 절연 테이프 하면에는 접착제가 도포되어 극판에 라미네이팅 될 수 있다.

도 11은 밀봉재가 형성된 롤러를 도시한다. 상기 롤러는 극판 이송롤러(3) 및 텐션조절 롤러(5) 중 적어도 하나이다. 극판 이송롤러(3) 및 텐션조절 롤러(5) 중 적어도 하나의 표면에는 밀봉재(45)가 형성된다. 상기 롤러는 회전하여 극판을 이송시킴에 따라 발생하는 마찰로 인해 손상될 수 있다.

이에 따라 본 발명에 따른, 밀봉재(45)는 실리콘 수지, 이황화 몰리브덴, 구리 분말 및 소듐 실리케이트를 포함하는 밀봉용 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.

실리콘 수지는 밀봉재(45) 조성물을 형성하기 위한 바인더 수지로서, 분자구조는 규소와 산소가 번갈아 있는 실록산 결합(Si-O 결합)의 형태를 갖고 있으며, 규소는 메틸기, 페닐기, 및 히드록시기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 작용기를 가질 수 있다. 실리콘 수지는 상업적으로 입수하거나, 당해 기술 분야에 널리 알려진 방법으로 제조할 수 있으며, 예를 들어, 촉매를 사용하여 금속 규소와 염화메틸을 약 300℃ 에서 반응시키면 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란 또는 이들의 혼합물이 얻어지는데, 이것을 가수분해하여 생성된 실리콘 수지를 사용할 수 있다.

이황화 몰리브덴(MoS₂)는 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다. 이황화 몰리브덴(MoS₂)은 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다. 이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이황화 몰리브덴이 10 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 20 중량부를 초과할 경우, 밀봉용 조성물의 접착성을 떨어뜨릴 수 있다. 밀봉용 조성물의 접착성이 떨어지게 되면 롤러 표면에 밀봉재(45)가 고정되기 어렵다.

구리 분말은 이황화 몰리브덴과 같이 윤활성분으로 사용되는 것으로서, 이황화 몰리브덴과 함께 사용하는 것이 바람직하다. 구리 분말은 마찰면에 자기윤활(self-lubricanting) 및 자기복구(self-repairing) 코팅막을 형성시킴으로써 제조되는 밀봉재(45)의 항마모성 및 항마찰성을 감소시킬 수 있다. 구리분말은 윤활성분의 보조성분으로서, 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우, 구리 분말에 의한 내마모성 향상 효과를 얻을 수 없고, 5 중량부를 초과하는 경우, 밀봉용 조성물의 혼합성을 저해할 수 있는 우려가 있다.

소듐 실리케이트(sodium silicate)는 롤러 표면에 대한 접착력을 향상시키기 위하여 사용하는 것으로, 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다. 소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 20~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소듐 실리케에트가 20 중량부 미만인 경우, 접착 성능이 떨어질 수 있고, 30 중량부를 초과할 경우, 내마모성이 오히려 떨어질 수 있는 우려가 있다.

밀봉용 조성물은 밀봉재(45)의 기능 향상을 위하여 추가적인 보조 성분을 더 포함할 수도 있다. 즉, 내열성을 향상시키기 위하여 산화 안티몬(Sb₂O₃)을 포함할 수 있고, 내구성을 향상시키기 위하여 클레이(clay)를 포함할 수 있으며, 단열성을 향상시키기 위하여 실리카 에어로젤을 포함할 수 있다.

산화 안티몬은 밀봉재(45)의 내열성 향상 및 열팽창계수를 저하시키기 위해 사용하는 것으로서, 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 산화 안티몬이 5 중량부 미만이면, 열팽창계수를 충분히 작게 할 수 없고, 10 중량부를 초과하면, 밀봉용 조성물의 혼합성이 저해될 수 있다. 롤러는 극판과 접촉한 상태에서 지속적으로 회전함에 따라 마찰열이 발생할 수 있고, 이에 따라 롤러 표면에 형성된 밀봉재(45)는 내열성이 커야 한다.

클레이는 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질로서, 밀봉재(45)의 내구성을 강화하기 위해 사용한다. 구체적으로, 클레이는 해포석 및/또는 벤토나이트를 사용할 수 있고, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서 해포석과 벤토나이트를 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 클레이는 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 1~3 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우, 클레이에 의한 내구성 강화 효과를 얻을 수 없고, 3 중량부를 초과하는 경우, 밀봉재(45) 조성물의 혼합성이 저해되어 밀봉재(45)가 효과적으로 생성되지 않을 수 있다.

실리카 에어로젤은 높은 표면적(500~1,200 m²/cm³)을 가지고 많은 나노 기공을 가지고 있으며(88~99.8%) 낮은 밀도(~0.003 g/cm³), 높은 열 차단성(0.005 W/mK)을 가진 것으로서, 졸-겔법을 이용하여 합성할 수 있고, 밀봉재(45)가 챔버(10) 내벽과의 마찰에 의한 열을 플런저(20)로 전달되지 않도록 단열성을 향상시키기 위해 사용한다. 실리카 에어로젤은 고형분 기준으로 실리콘 수지 100 중량부에 대해서 5~15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 실리카 에어로젤이 5 중량부 미만인 경우, 충분한 단열 효과를 얻을 수 없고, 15 중량부를 초과할 경우, 오히려 밀봉재(45)의 내구성이 약화될 우려가 있다.

이하, 구체적인 실험예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다.

[제조예 1]

실리콘 수지 100 중량부, 이황화 몰리브덴 15 중량부, 구리 분말 3 중량부, 소듐 실리케이트 25 중량부를 혼합하여 밀봉용 조성물을 제조하였다.

[제조예 2]

제조예 1과 동일하게 제조하되, 산화 안티몬 8 중량부, 클레이 2 중량부(해포석과 벤토나이트를 1:1의 중량비로 혼합), 실리카 에어로젤 10 중량부를 더 첨가하여 밀봉용 조성물을 제조하였다.

[실험예 1 : 내마모성 테스트]

제조예 1 및 2의 밀봉용 조성물을 롤러 표면에 도포 및 건조하여 밀봉재(45)를 형성하고, 기판 이송 작업을 24시간 수행 후, 밀봉재(45)의 외관 상태를 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었고, 기준은 ○(마모흔적 거의 없음), △(10%~30% 마모), X(30% 이상의 마모)로 하였다.

[표 1]

상기 표 1과 같이, 제조예 1, 2 모두 밀봉재(45)의 상태는 양호한 편이었으나, 제조예 2의 밀봉재(45)의 내마모성이 더 우수한 것으로 판단되었다.

[실험예 2 : 내열성 테스트]

도금 부착량이 편면 기준 25/㎡ 인 전기아연도금강판 상에 파카라이징사의 인산아연계 인산염 처리제인 PALBOND 3050을 이용하여 인산염층을 3g/m² 부착량으로 형성시킨 후, 상기 인상염층 상에 제조예 1 및 2의 밀봉용 조성물을 3g/m² 부착량으로 도포하여 피막을 형성한 후, 500℃ 전기 오븐에서 24시간 유지하고 피막에 X-컷(cut)을 실시하여 다음과 같은 기준(○ : 박리폭 3mm 이하, X : 박리폭 3mm 초과)으로 평가하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 제조예 1, 2 모두 밀봉재(45)의 상태는 양호한 편이었으나, 제조예 2의 밀봉재(45)의 내열성이 더 우수한 것으로 판단되었다.

텐션조절 롤러부의 회전축(10)은 플라스틱 조성물을 포함한다. 상기 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 본 발명은 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 제조된 회전축을 취급하는 작업자에게 유해성을 최소화 할 수 있다. 회전축은 텐션조절 롤러부(4)가 지속적으로 왕복 운동 하게 하는 축이 되기 때문에 내구성이 높아야 하고, 회전에 기초한 마찰에 따른 열을 견디는 내열성이 커야하고, 열로 인한 비틀림 현상이 없어야 하며, 라미네이팅 장치(1) 인근에서 작업하는 작업자들에 유해함이 없어야 한다.

폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 텐션조절 롤러부(4) 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.

탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 텐션조절 롤러부(4)를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.

한편, 상술한 플라스틱 조성물은 기계적 물성, 혼합성, 성형성, 항균성 등을 향상시키기 위하여 여러가지 첨가제 성분을 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 마늘 추출액을 더 포함할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 폴리프로필렌 수지와 고밀도 폴리에틸렌 수지 등 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 10 중량부 미만인 경우, 폴리프로필렌 수지와 탈크 등을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 텐션조절 롤러부(4) 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.

이때, 마늘 추출액의 기능을 보완하기 위하여 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말을 혼합하여 사용할 수 있다. 자당은 조성물 전체의 혼합성을 개선하여 텐션조절 롤러부(4)를 제조하기 위한 연신 과정에서 박막 형태로 압출될 수 있도록 하고, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 120 메쉬(mesh) 망으로 거른 1~120 ㎛ 입자 크기가 95 wt% 이상 포함된 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당의 함량이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 시트의 형성이 어렵다는 단점이 발생할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백토 분말을 더 포함할 수도 있다. 백토(Kaolin)는 카올리나이트와 할로이사이트를 주원료로 하는 백색의 점토로, 마모 및 열충격에 대한 저항성이 우수하다. 백토는 폴리프로필렌 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백토가 5 중량부 미만이면, 외부 환경에 대한 저항성이 약한 문제가 있고, 10 중량부를 초과하면 압축강도가 떨어지는 등 기계적 물성의 상승 효과가 발현되지 않을 수 있다.

플라스틱 조성물은 이산화티탄(TiO₂)을 더 포함할 수도 있다. 이산화티탄은 플라스틱 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있는 충전재로 기능할 수 있다. 이산화티탄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이산화티탄이 5 중량부 미만이면, 플라스틱 조성물에 의해 형성된 텐션조절 롤러부(4)의 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 15 중량부를 초과하면, 작업성이 저하될 수 있고, 다른 구성성분들과의 배합성이 좋지 않을 수 있다.

플라스틱 조성물은 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 플라스틱 조성물의 항균성을 향상시킬 수 있는 항균제로 기능한다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화 알루미늄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~7 중량부로 포함될 수 있다. 수산화알루미늄의 함량이 2 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 7 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

또한, 플라스틱 조성물은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 텐션조절 롤러부(4)의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

하기 표 1의 조성에 따라 플라스틱 조성물을 제조하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였다. 마늘 추출액의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였고, 수산화알루미늄은 γ-보헤마이트를 사용하였다.

[표 1]

[실험예 1]

실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 확인하였고, 이를 하기 표 2에 기재하였다. 균일도는 레이저 센서(N₂ 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ㅁ0.3 이하는 균일한 것으로, ㅁ0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 실시예 1~5의 경우, 제조된 시트의 균일도는 모두 양호한 편이었다. 그 중에서도, 실시예 3의 균일도가 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 2 : 비틀림 테스트]

실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 이때, 최종 제품의 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다. 참고로, 도 2는 양호한 상태의 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 불량한 상태(비틀림 현상)를 나타낸 도면이다.

[표 3]

상기 표 3과 같이, 실시예 2~4의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으며, 특히, 실시예 3의 경우, 불량률이 매우 적었다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 이취 테스트]

암모니아 가스를 이용하여 실시예 1 및 3에 대해 이취 테스트를 진행하였다. 최초 농도 측정 후, 5분 후의 농도를 측정하여 탈취율을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[표 4]

상기 표 4와 같이, 실시예 1의 경우, 탈취 효과가 거의 없었으나, 실시예 3의 경우 일부 탈취 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 4 : 항균성 테스트]

실시예 1 및 3의 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Staphylococcus aureus ATCC 6538(황색포도상구균), Escherichia coli ATCC 25922(대장균)을 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다. 실시예 3의 경우, γ-보헤마이트에 의한 항균 효과가 나타났음을 확인할 수 있었다.

도 12는 컨트롤러(42)의 블록도이다.

상기 라미네이팅 장치(1)는 상기 수용부(15) 일면에 배치되는 컨트롤러(42)를 더 포함한다. 상기 컨트롤러(42)는 상기 라미네이팅 장치(1)를 총괄제어한다.

컨트롤러(42)는 일측에 위치된 스피커를 포함하고, 상기 스피커를 구동하는 메시지 출력부(193)를 포함한다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 기설정된 시간 후에 안내 메시지를 출력한다. 상기 모터는 극판 권출부(2)를 회전시키는 모터이다. 컨트롤러(42)의 일측에 구비된 스피커를 통해 상기 안내 메시지를 출력한다. 안내 메시지는 예를 들어, "쉬는 시간입니다." 등이다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 50분을 초과한 시점에 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 60분을 초과한 시점에 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 70분을 초과한 시점에 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 80분을 초과한 시점에 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 스피커를 제어한다.

메시지 출력부(193)는 컨트롤러(42)가 모터(미도시)의 동작을 제어한 시점으로부터 시간이 많이 지날 수록 높은 데시벨의 소리를 출력하도록 스피커를 구동하여 작업자들은 작업 후 쉬어야 할 시점을 쉽게 인지할 수 있다. 작업자들은 고도의 집중력을 유지한 상태에서 라미네이팅 장치(1)를 통해 이송되는 극판을 주시해야하고, 상기 집중력을 위해 작업자들에게 주기적인 쉬는시간을 제공할 필요가 있다. 기존에는 라미네이팅 장치(1)의 구조에만 관심이 있었을 뿐, 작업자들의 작업 능률에 대한 고민은 이루어지지 않았다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 작업자들에게 작업 시간에 따라 상이한 소리 정보를 전달할 필요가 있다.

컨트롤러(42)는 통신부를 통해 작업자의 가슴에 부착된 심박 센서로부터 분당 심박수를 수신하는 분당 심박수 수신부(195)를 더 포함하고, 상기 메시지 출력부(193)는 분당 심박수가 기준치 이하이면 졸음 경고음을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 심박 센서 작업자의 심박수를 측정한다. 상기 심박 센서는 비침습으로 작업자의 심박수를 측정한다. 심박 센서는 상기 작업자의 심박수를 측정할 수 있는 위치에 부착될 수 있다.

상기 메시지 출력부(193)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하이면 졸음 경고음을 출력하는 것을 특징으로 한다. 즉, 메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 기준치 이하이면, 작업자가 졸거나 작업자에게 졸음이 올 가능성이 높다고 판단한다. 그에 따라, 메시지 출력부(193)는 졸음 경고음을 출력하도록 스피커를 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 스피커에서 50데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 스피커에서 60데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 스피커에서 70데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 스피커에서 80데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 스피커에서 90데시벨의 가청음이 출력되도록 제어한다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 심박수가 적을수록 높은 데시벨의 소리를 스피커에서 출력하도록 하여 작업자가 졸음에서 깨어날 수 있도록 하고, 이를 통해 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

상기 메시지 출력부(193)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하이면, 작업자의 신체 일부에 부착된 자동심장충격기가 심장에 전기 충격을 가하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 자동심장충격기는 작업자의 심장부근에 전기 충격을 가할 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 상기 전기 충격은 작업자가 잠을 깰정도의 작은 충격이다.

상기 메시지 출력부(193)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하인 경우, 작업자가 졸음 상태라고 판단할 수 있음은 전술하였다. 이에 더 나아가, 상기 메시지 출력부(193)는 상기 분당 심박수가 기준치 이하인 경우, 작업자의 심장 박동이 멈추는 심정지가 발생할 가능성이 높다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 메시지 출력부(193)는 안전벨트에 부착된 자동심장충격기가 심장에 전기 충격을 가하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 50회 이상 55회 미만인 경우 자동심장충격기의 출력 전압의 파고치가 1000V 이상 2000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 45회 이상 50회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 2000V 이상 3000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 40회 이상 45회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 3000V 이상 4000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 33회 이상 40회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4500V 이상 4700V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 분당 심박수가 31회 이상 33회 미만인 경우 출력 전압의 파고치가 4700V 이상 5000V 미만이 되도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

메시지 출력부(193)는 작업자의 심박수가 적을수록 높은 전압을 출력하도록 전기 충격 명령을 상기 자동심장충격기로 전송할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

1: 라미네이팅 장치
2: 극판 권출부
3: 극판 이송롤러
4: 텐션조절 롤러부
5: 텐션조절 롤러
6: 텐션조절 롤러의 상부
7: 텐션조절 롤러의 측부
8: 텐션조절 롤러의 하부
9: 텐션조절 롤러 파지부
10: 텐션조절 롤러부의 회전축
11: 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부
12: 절연 테이프 권출부
13: 제 1 절연 테이프 이송 롤러
14: 제 2 절연 테이프 이송 롤러
15: 절연 테이프 파지부
16: 커팅날
17: 커팅 받침대
18: 절연 테이프 파지부 암
19: 흡착부
20: 흡착 받침대
21: 수직 이동부
22: 제 3 절연 테이프 이송롤러
40: 극판
41: 절연 테이프
42: 컨트롤러
43: 극판 권취부
44: 절연테이프 부착부
45: 밀봉재

Claims (2)

1. 회전하여 권취된 극판을 권출하는 극판 권출부;
   극판 권출부가 권출하는 극판을 이송시키는 극판 이송롤러;
   극판 이송롤러가 이송한 극판을 유입 및 유출하는 텐션조절 롤러부;를 포함하되,
   상기 텐션조절 롤러부는
   텐션조절 롤러부의 회전축,
   상기 극판 이송롤러가 이송한 극판이 상부로 유입되어 측부를 거쳐 하부에서 유출하는 텐션조절 롤러,
   상기 텐션조절 롤러를 회전 가능하도록 파지하는 텐션조절 롤러 파지부,
   상기 텐션조절 롤러부의 회전축과 결합하는 텐션조절 롤러부의 회전축 고정부를 포함하고,
   상기 텐션조절 롤러부의 회전축이 상기 극판이 유입 가속도와 유출 가속도의 차이에 기초하여 회전하되,
   상기 극판 이송롤러 및 텐션조절 롤러 중 적어도 하나의 표면에는 밀봉재가 형성되고,
   상기 밀봉재는 실리콘 수지, 이황화 몰리브덴, 구리 분말 및 소듐 실리케이트를 포함하는 밀봉용 조성물로 형성되고,
   상기 텐션조절 롤러부의 회전축은 플라스틱 조성물을 포함하고,
   상기 플라스틱 조성물은
   폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함하는 것을 특징으로 하되,
   폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 플라스틱 조성물은 마늘 추출액을 더 포함하되, 상기 마늘 추출액은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되며,자당을 더 포함하되, 상기 자당은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함되고,백토 분말을 더 포함하되, 상기 백토는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함하는,
   라미네이팅 장치.
   
   
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밀봉용 조성물은 산화 안티몬, 클레이 및 실리카 에어로젤을 더 포함하는,
   라미네이팅 장치.
   

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