KR102187530B1 - 다공성 분리막의 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 미리 정해진 방향으로 회전하는 제1 벨트부, 및 상기 제1 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제1 파지부를 포함하는 제1 이송부; 및 상기 제1 벨트부와 반대 방향으로 회전하는 제2 벨트부, 및 상기 제2 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제2 파지부를 포함하는 제2 이송부;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이송부가 다공성 분리막의 폭 이상의 거리로 상호 이격되어 대향하는, 다공성 분리막의 이송장치를 제공한다.

Description

다공성 분리막의 이송장치{AN APPARATUS FOR CONVEYING A POROUS SEPARATOR}

본 발명은 다공성 분리막의 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 슬러리가 도포된 다공성 분리막의 건조장치에 구비된 이송장치에 관한 것이다.

리튬이차전지의 분리막으로 사용되는 다공성 분리막의 내열성과 전극에 대한 접착성을 개선하기 위해 다공성 베이스 필름의 적어도 일 면에 기능성 슬러리, 예를 들어, 세라믹 슬러리 또는 전극접착성 슬러리가 도포된 다공성 분리막이 널리 개발되고 있다.

상기 다공성 베이스 필름의 적어도 일면 상에 상기 기능성 슬러리로부터 형성된 층을 형성하기 위해서는, 상기 기능성 슬러리를 적절히 건조하기 위한 설비 및 공정이 필요하다.

종래, 상기 다공성 베이스 필름의 적어도 일면 상에 상기 기능성 슬러리를 도포한 후 비접촉 롤 방식(floating)으로 건조로를 통과시키면서 고유량의 가열된 공기(열풍)를 이용하여 상기 슬러리를 건조하는 방식이 사용되고 있다.

다만, 이러한 방식에 따르면 상기 다공성 베이스 필름의 불규칙적인 떨림 현상이 발생하여 코팅 두께가 불균일해지거나 불필요한 주름이 발생하여 코팅면의 외관이 불량해지는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 슬러리가 코팅된 다공성 분리막의 건조 시 코팅 두께를 균일하게 하고 주름 발생을 방지할 수 있는 다공성 분리막의 이송장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 미리 정해진 방향으로 회전하는 제1 벨트부, 및 상기 제1 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제1 파지부를 포함하는 제1 이송부; 및 상기 제1 벨트부와 반대 방향으로 회전하는 제2 벨트부, 및 상기 제2 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제2 파지부를 포함하는 제2 이송부;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이송부가 다공성 분리막의 폭 이상의 거리로 상호 이격되어 대향하는 다공성 분리막의 이송장치를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 벨트부는 복수의 부품이 직렬적으로 연결 또는 결합된 체인 형태를 가질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부는 미리 정해진 간격으로 이격된 복수의 클립, 척, 또는 그와 유사한 파지수단을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 간격은 0.01~1m일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부 각각에 포함된 상기 복수의 파지수단 중 50% 이하가 상기 다공성 분리막을 파지할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 파지수단 중 상기 다공성 분리막과 접촉하는 부분의 표면은 소수성일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부는 상기 다공성 분리막에 200~250N의 폭 방향 장력 및 25~50N의 길이 방향 장력을 부여할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 다공성 분리막의 폭에 따라 상기 제1 및 제2 이송부의 거리를 조절하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 다공성 분리막의 이송장치는, 상호 대향하여 역방향으로 회전하는 제1 및 제2 벨트부 상에 구비된 제1 및 제2 파지부가 기능성 슬러리가 코팅된 다공성 분리막을 파지 및 이송함으로써, 상기 다공성 분리막이 건조로 내부를 통과하는 동안 상기 다공성 분리막에 필요한 수준의 텐션을 부여하여 기능성 슬러리가 코팅된 다공성 분리막의 건조 시 코팅 두께를 균일하게 하고 주름 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 다공성 분리막의 이송장치는 다공성 분리막의 인라인 내지 연속 건조공정에 유리하게 적용될 수 있고, 특히, 제1 및 제2 이송부의 거리를 필요에 따라 조절할 수 있어 1,000~5,000mm의 광폭 다공성 분리막의 인라인 내지 연속 건조공정에 유리하게 적용될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 분리막의 건조장치를 도식화한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다공성 분리막의 건조장치를 도식화한 것이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 다공성 분리막의 이송장치는 미리 정해진 방향으로 회전하는 제1 벨트부(120), 및 상기 제1 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제1 파지부(110)를 포함하는 제1 이송부; 및 상기 제1 벨트부와 반대 방향으로 회전하는 제2 벨트부(120'), 및 상기 제2 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제2 파지부(110')를 포함하는 제2 이송부;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이송부가 다공성 분리막(S)의 폭 이상의 거리로 상호 이격되어 대향하는 다공성 분리막의 이송장치를 제공한다.

상기 제1 및 제2 벨트부는 복수의 부품이 직렬적으로 연결 또는 결합된 체인 형태를 가질 수 있다. 상기 벨트부가 일체형, 예를 들어, 고무 벨트로 이루어진 경우, 이송되는 다공성 분리막의 길이 및 폭에 따라 상기 벨트부를 전체적으로 교체해야 하므로 생산성, 작업성, 경제성 측면에서 불리하다. 이에 대해, 상기 벨트부를 복수의 부품이 직렬적으로 연결 또는 결합된 체인 형태로 구성하게 되면, 이송되는 다공성 분리막의 길이 및 폭이 변경되더라도 상기 부품을 추가, 제외함에 따라 상기 벨트부의 길이를 용이하게 조절할 수 있으므로, 상기 벨트부를 전체적으로 교체할 필요가 없고, 이에 따라, 생산성, 작업성, 경제성이 현저히 개선될 수 있다.

상기 제1 및 제2 파지부는 미리 정해진 간격으로 이격된 복수의 클립, 척, 또는 그와 유사한 파지수단을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 다공성 분리막의 파지 시 상기 다공성 분리막에 200~250N의 폭 방향 텐션 및 25~50N의 길이 방향 텐션을 부여할 수 있다. 또한, 상기 간격은 각각의 파지수단을 상기 벨트부에서 분리 및 결합시키는 방식, 또는 각각의 파지수단을 상기 벨트부 상에서 슬라이드시키는 방식을 통해 0.01~1m의 범위로 조절될 수 있다. 상기 간격이 0.01m 미만이면 상기 제1 및 제2 이송부의 역 방향 회전이 원활하게 이루어지지 않고, 1m 초과이면 파지에 의해 상기 다공성 분리막에 부여되는 장력이 불충분하여 기능성 슬러리가 코팅된 다공성 분리막의 건조 시 코팅 두께가 불균일해지거나 상기 다공성 분리막에 불필요한 주름이 발생할 수 있다.

상기 다공성 분리막의 이송장치의 구동 간 상기 제1 및 제2 파지부 각각에 포함된 상기 복수의 파지수단 중 50% 이하, 즉, 각각의 파지부에 포함된 전체 파지수단의 수의 50% 이하가 상기 다공성 분리막을 파지할 수 있다. 상기 다공성 분리막을 파지하는 파지수단의 수가 50% 초과이면 상기 제1 및 제2 이송부의 역 방향 회전이 원활하게 이루어질 수 없다.

상기 파지수단 중 상기 다공성 분리막과 접촉하는 부분의 표면은 소수성일 수 있다. 상기 다공성 분리막에 코팅된 기능성 슬러리는 물을 분산 매질로 포함하는 수계 슬러리일 수 있다. 상기 수계 슬러리는 본질적으로 친수성이므로, 상기 파지수단 중 상기 다공성 분리막과 접촉하는 부분이 친수성인 경우 상기 다공성 분리막에 코팅된 수계 슬러리가 상기 파지수단으로 쉽게 전이 내지 전사될 수 있다. 상기 이송장치를 통과한 후 상기 파지수단으로 전이 내지 전사된 수계 슬러리는 상기 다공성 분리막으로부터 박리되어 상기 다공성 분리막의 표면 중 상기 파지수단과 접촉한 부분에서 코팅 불량이 발생할 수 있다.

따라서, 상기 파지수단 중 상기 다공성 분리막과 접촉하는 부분의 표면을 소수성으로 개질하여 상기 수계 슬러리의 상기 파지수단으로의 불필요한 전이 내지 전사를 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 다공성 분리막 중 상기 제1 및 제2 파지부에 의해 파지되는 부분의 비율을 전체 폭의 약 5~10%의 범위로 조절할 수 있고, 상기 파지되는 부분에 대해서는 기능성 슬러리가 도포되지 않도록 전단의 코팅공정을 설계할 수도 있다.

한편, 상기 다공성 분리막의 폭에 따라 상기 제1 및 제2 이송부의 거리를 조절하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 양산되는 다공성 분리막의 폭은 약 0.1m~5m일 수 있으므로, 폭이 상이한 다공성 분리막을 단일의 장치를 이용하여 이송 및 건조시키기 위해서는 상기 제1 및 제2 이송부의 거리를 기계적, 전기적, 또는 이들이 조합된 방법으로 조절할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 이송부를 길이 조절이 가능한 기계적 수단으로 연결하고, 상기 기계적 수단의 길이를 기계적, 전기적으로 조절하는 컨트롤러를 연결하여 상기 컨트롤러를 통해 상기 제1 및 제2 이송부의 거리를 필요한 범위로 조절할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 벨트부는 미리 정해진 방향으로 상호 역방향으로 회전하면서 상기 제1 및 제2 파지부에 의해 고정된 상기 다공성 분리막을 이송하며, 이 때, 이송 속도, 즉, 건조 속도는 30~60m/min으로 조절될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 건조로
110, 110': 파지부
120, 120': 벨트부

Claims (8)

1. 미리 정해진 방향으로 회전하는 제1 벨트부, 및 상기 제1 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제1 파지부를 포함하는 제1 이송부; 및
   상기 제1 벨트부와 반대 방향으로 회전하는 제2 벨트부, 및 상기 제2 벨트부 상에 구비된 하나 이상의 제2 파지부를 포함하는 제2 이송부;를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 이송부가 다공성 분리막의 폭 이상의 거리로 상호 이격되어 대향하고,
   상기 제1 및 제2 파지부는 미리 정해진 간격으로 이격된 복수의 클립, 척, 또는 그와 유사한 파지수단을 포함하고,
   상기 파지수단 중 상기 다공성 분리막과 접촉하는 부분의 표면은 소수성인, 다공성 분리막의 이송장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 벨트부는 복수의 부품이 직렬적으로 연결 또는 결합된 체인 형태를 가지는, 다공성 분리막의 이송장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 간격은 0.01~1m인, 다공성 분리막의 이송장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 파지부 각각에 포함된 상기 복수의 파지수단 중 50% 이하가 상기 다공성 분리막을 파지하는, 다공성 분리막의 이송장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 파지부는 상기 다공성 분리막에 200~250N의 폭 방향 장력 및 25~50N의 길이 방향 장력을 부여하는, 다공성 분리막의 이송장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 분리막의 폭에 따라 상기 제1 및 제2 이송부의 거리를 조절하는 컨트롤러를 더 포함하는, 다공성 분리막의 이송장치.

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