KR102299715B1 - 롤투롤 인쇄 전극을 건조하는 방법 - Google Patents

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KR102299715B1
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Abstract

본 발명은 다음과 같다.
기준박리력과 기준굽힘반경을 결정하는 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계;
상기 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계후에 건조방법에 따른 건조곡선을 결정하는 건조곡선결정단계;
상기 건조곡선결정단계후에 전극의 임계수분함량을 결정하는 전극임계수분함량결정단계;
상기 전극임계수분함량결정단계 후에 최소건조시간에 전극을 건조하기 위하여 건조단계를 2단계로 구분하여 결정하되,
1단계를 완료하기 위한 최대건조속도제1결정단계;
2단계를 완료하기 위한 최대건조속도제2결정단계;의 과정을 통하여 상기 건조단계에서는 건조수단을 통하여 건조시간을 최소화하기 위한 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법에 관한 것이다.

Description

롤투롤 인쇄 전극을 건조하는 방법{Method to dry a roll-to-roll printed electrode}
본 발명은 롤투롤 시스템을 활용한 전극 제조에서 건조 시간을 줄이는 방법에 관한 것이다.
도 6a 는 배경이 되는 기술이다. 그러나 본원발명의 구성에서처럼 인쇄전극의 저항을 최소화하기 위한 건조공정에 대하여는 인용발명이 존재하지 않는다.
롤투롤 인쇄시스템의 건조장치가 유기태양전지 모듈을 제조하는 장치에 적용된 예를 나타내는 공정도로서, 슬롯 다이에서 인쇄물 소재가 배출되어 기판에 패턴층이 형성되는 상태를 나타낸다.
도시한 바와같이, 복수의 슬롯 다이(10)가 필름형태의 기판(P)이 롤투롤 (roll-to-roll) 인라인 방식으로 연속 공급되는 기판 이동 경로 상에 설치되고, 각 슬롯다이(10)를 통해 인쇄된 부분을 건조시키기 위한 복수의 건조기(100)가 슬롯다이(10)를 지난 부분에 설치되어, 기판(P)에 소재를 박막으로 도포하여 건조시킴으로써 소정의 패턴을 형성한다.
슬롯 다이(10)와 건조기(10')는 연속 공급되는 기판(P)의 이동 경로 상에 간격을 두고 설치되어 있다. 간격을 두고 설치된 슬롯 다이(10)에서는 인쇄물 소재가 배출되어 기판(P)에 도포되고, 각 건조기 (10')을 통과하면서 도포된 부분이 건조된다. 각 슬롯 다이(10)에서 배출되는 소재는 순차적으로 적층되어 하나의 기판(P) 위에 여러 패턴층(T)이 순차적으로 적층된다.
패턴층(T)이 형성된 후에는 롤 프린팅기(20)를 통해 은 페이스트(Ag paste)을 롤에 묻혀 프린팅하여 은 전극을 형성하고, 이어서 다시 건조기(100')를 통과시켜 건조시킨 후, 밀봉필름(F)을 공급하여 라미네이팅기(30)에서 열접합하여 유기태양전지 모듈을 밀봉하고 권취롤에 권취하여 모듈을 롤 형태로 보관하거나, 일정한 길이로 절단하여 유기태양전지를 제작한다. 밀봉단계에서는 유기태양전지를 제작할 시에 배선단자를 형성하기 위해 은 전극의 일부를 노출시킬 수 있다.
도 6b는 배경이 되는 발명의 제1실시예에 의한 롤투롤 인쇄시스템의 건조장치(건조기)를 나타내는 구성도이다. 도 6b에서는 세로 방향으로 세워진 건조장치(건조기)를 나타낸다. 도시한 바와 같이 건조장치 (10')는 건조 본체(11)와, 히터(12)와, 히터 케이스(13)와, 팬(14)을 포함한다.
건조 본체(11)는 기판(P)의 이동경로에 인접하여 설치되며, 이송되는 기판 (P)이 통과하는 이송공간(11-1a)이 형성된 하우징(11-1)이 기판(P)를 감싸고 있다. 하우징(11-1)의 일측에는 히터(12)와 히터 케이스(13) 및 팬(140)이 설치된다. 하우징(11-1)은 팬(14)에서 기판(P)에 전달되는 공기의 흐름을 막지 않도록 프레임에 망이 설치된 구조로 되어 있을 수 있다.
하우징(11-1)은 이송공간(11-1a)을 사이에 두고 상부(좌측)의 제1하우징과 하부(우측)의 제2하우징으로 나누어진다.
히터(12)는 건조 본체(11)의 내부에 설치되며, 기판(P)의 이송방향을 따라 배열된 복수의 핀 코일 히터로 되어 있다.
히터 케이스(13)는 히터(12)를 감싸서 설치되며, 히터(12)를 향해 공기가 유입하는 복수의 유입구(13-1a)가 형성된 제1플레이트(13-1)와, 유입구(13-1a)를 통해 유입되어 히터(12)에 의해 가열된 공기가 기판(P)을 향해 유출되는 복수의 유출구(13-2a)가 형성된 제2플레이트(13-2)을 구비한다. 히터 케이스(13)는 각 히터별로 나누어져 모듈을 이룬다. 본 실시예에서는 3개의 모듈로 되어 있다.
유입구(13-1a)와 유출구(13-2a)는 히터(12)를 사이에 두고 서로 어긋나게 배열된다.
배경기술에서 보는 바와 같이 본원발명이 해결하고자 하는 과제와는 거리가 있는 것이다.
배경기술과 유사한 범위의 기술을 서치하였으나 관련되는 발명만 서치된 것이다.
대한민국특허청특허등록번호 10-1062798(2011.09.07) 대한민국특허청특허등록번호 10-1470957(2014.12.09) 대한민국특허청특허공개번호 10-2016-0116828(2016.10.10) 대한민국특허청특허등록번호 10-1791299(2017.10.27)
해결하고자 하는 과제는 롤투롤 시스템으로 제조된 전극의 건조 시간을 줄이면서도 박리력은 높이고 굽힘반경은 최소화하는 과제를 동시에 해결하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 방법을 가진다.
기준박리력과 기준굽힘반경을 결정하는 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계;
상기 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계후에 건조방법에 따른 건조속도를 결정하는 건조속도결정단계;
상기 건조속도결정단계후에 전극의 임계수분함량을 결정하는 전극임계수분함량결정단계;
상기 전극임계수분함량결정단계 후에 최소건조시간에 전극을 건조하기 위하여 건조단계를 2개의 구간으로 구분하여 결정하되,
구간1을 완료하기 위한 최대건조속도제1결정단계;
구간2을 완료하기 위한 최대건조속도제2결정단계;의 과정을 통하여 상기 건조단계에서는 건조수단을 통하여 건조시간을 최소화하기 위한 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법에 관한 것이다.
여기서 상기 최대건조속도제2결정단계 시의 건조율곡선은 상기 최대건조속도제1결정단계 시의 건조속도곡선보다 곡선의 기울기가 작은 것이 바람직하다.
여기서 상기 최대건조속도제2결정단계에서 전극과 기판 사이의 인터페이스에서의 접착력에 대한 박리력(Fdelami)과 굽힘반경(Rtest)이 각각 기준박리력(Fcri)과 기준굽힘반경(Rcri)과의 대소관계를 판단하는 건조속도판단단계;
상기 건조속도판단단계에 따라 하기와 같은 조건을 만족할 때까지 건조속도를 조정하는 건조속도조정단계를 가지는 것이 바람직하다.
여기서
Fdelami ≥ a Fcri , Rtest ≤ b Rcri
0.7 ≤ a ,b 임.
여기서 상기 건조수단은 근적외선,적외선 및 열풍건조가운데서 두개 이상의 것을 조합하여 건조시키는 것이 바람직하다.
여기서 상기 최대건조속도제1결정단계에서는 근적외선을 통하여 건조하고 상기 최대건조속도제2결정단계에서는 열풍과 적외선을 조합하여 건조하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 근적외선,상기 적외선,상기 열풍건조의 건조곡선의 기울기는 하기의 식에 의하여 건조속도를 계산하는 것이 바람직하다.
하기의 식
Figure 112020126810655-pat00001
여기서,
Figure 112020126810655-pat00002
: 부하질량(loading mass [g/m2] )
Figure 112020126810655-pat00003
: 건조속도(the drying rate [g/(m2.s)])
Figure 112020126810655-pat00004
:필름의 액체질량(the liquid mass of the film [g] ),
Figure 112020126810655-pat00005
Figure 112020126810655-pat00006
: 필름의 고체질량(the solid mass of the film [g] )
Figure 112020126810655-pat00007
:순간시간 t에서 필름의 액체 대 고체 비율(the liquid to solid ratio of the film at instances time t)
발명의 효과로는 롤투롤 시스템으로 제조된 전극의 건조 시간을 줄이는 효과가 있는 것이다.
또한 박리력은 높이고 굽힘반경은 최소화하는 효과를 갖는 것이다.
제1도는 건조시간을 단축하면서 동시에 박리력은 최대화하면서 굽힘반경은 최소화하는 방법에 관한 도이다.
제2도는 근적외선, 원적외선, 열풍에 대한 각각의 건조곡선을 보이는 도이다.
제3도는 전극에서의 임계수분함량을 결정하는 것을 보이는 도이다.
제4도는 실험결과치에 따라 얻은 근적외선 및 원적외선의 건조곡선을 보이는 도이다.
제5도는 본발명을 적용한 것을 테스트하여 만족할 만한 효과를 나타내는 것을 보이는 도이다.
제6a 및 6b도는 배경발명을 보이는 도이다.
본발명에서 용어의 정의는 하기와 같다.
집전체:기판에 해당하는 부분을 지칭한다.
슬러리:잉크에 해당하는 부분을 지칭한다.
바인더:집전체와 슬러리가 잘 접착이 될 수 있도록 도와주는 부분이다.
인터페이스:계면으로서, 집전체와 슬러리가 맞닿은 부분을 의미한다.
일반적으로 전극의 건조 시간을 줄이기 위해 높은 건조속도를 적용해야 한다.
그러나 높은 건조 속도는 바인더를 전극 표면으로 이동시켜 전극과 기판 사이의 인터페이스에서 접착력을 감소시킨다. 또한 전극의 두께가 증가함에 따라 높은 건조 속도를 적용할 때 균열이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제들을 해결하고, 열풍과 적외선 건조의 결합에 의해 롤투롤 제조 전극의 건조 시간을 최소화하기 위한 매칭 디자인을 제공하는 것을 목표로 한다.
구간 1에서는 고속 고출력의 특징을 갖는 근적외선(NIR) 건조법을 적용하고, 구간 2동안에는 열풍 또는 원적외선(FIR) 건조 방법을 적용한다.
롤투롤 시스템을 통해 전극을 제조할 때, 열풍, NIR 및 FIR과 같은 다양한 건조 방법을 조합하여 건조 시간을 줄이는 데 활용한다. 고속 고출력의 NIR 건조 방법은 구간1(Fig. 2,3,4의 연두색으로 표기된 부분까지의 시간이 포함된 구간)에서 전극을 건조하는 데 적용된다.
건조 시간을 줄이기 위해 열풍, NIR 및 FIR과 같은 다양한 건조 방법을 조합하여 롤투롤 시스템으로 제조 된 전극이 사용된다. NIR 건조 방식의 고속 고 에너지 방식은 일정한 속도를 사용하는 구간 (구간1) 동안 건조속도가 빠른 건조 전극에 적용되어 가능한 한 빨리 용매를 제거하는 것이다.
열풍 또는 원적외선(FIR) 건조 방법은 구간2(Fig. 2,3,4의 연두색으로 표기된 부분의 시간이후의 구역)에서 전극을 건조하는 데 적용되며 이는 잉크가 집전체 또는 흡착물과 접촉하는 하단에서 바인더가 이탈하여 인터페이스 접착력이 감소하고 균열이 발생하는 것을 방지한다.
하강 기간인 구간2에서는 바인더가 집전체 (또는 기판)와 슬러리(잉크)가 만나는 접점에서 이탈하여 계면의 접착력 감소와 결함을 발생시키는 것을 방지하기 위해서 열풍 또는 FIR 건조를 이용하여 낮은 건조 속도(급격한 건조가 아닌 완만한 건조)로 건조한다.
2차전지와 같은 배터리에서 음극 또는 양극을 만들기 위해서는 집전체와 슬러리가 인쇄되었을 때, 바인더가 집전체와 슬러리가 잘 접착될 수 있도록 인터페이스에 머무르고 있어야 한다.
구간2 에서 높은 건조 속도를 사용하면 바인더가 접합하고 있는 곳이 아닌 표면 쪽으로 이동하면서 접착력이 감소하게 되고, 접착력이 감소하게 되면 결함들이 발생하기 쉽다.
결함의 예로는 박리 및 굽힘 등의 테스트 시, 집전체와 슬러리가 분리되는 등의 현상이 발생한다.
도 1에서 롤투롤을 활용하여 제조된 전극의 건조 시간을 최소화하기위한 매칭 디자인의 순서도는 다음과 같은 5 단계로 구성된다.
1 단계에서는 기준박리력 (F cri ) 및 기준굽힘 반경 (R cri )을 결정한다.
즉,기준박리력과 기준굽힘반경을 결정하는 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계(S100)를 가진다.
주어진 잉크의 고체 함량과 두께에 대하여 기준박리력 (F cri ) 및 굽힘 반경 (R cri )은 24 시간 동안 실온에서 건조했을 때 전극의 기준박리력 및 기준굽힘 반경이다.
F cri 의 경우 ASTM D3330 (180 ° 박리 테스트), R cri 의 경우 ASTM D522 (굽힘 테스트)와 같은 표준 테스트가 사용된다.
2 단계에서는 각 건조 방법의 건조 곡선을 결정한다.
즉,상기 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계(S100)후에 건조방법에 따른 건조곡선을 결정하는 건조곡선결정단계(S200)를 가진다.
열풍, NIR, FIR 건조 방법의 건조 곡선은 전극의 무게를 저울로 측정하여 결정된다. 건조 곡선의 기울기는 식1 및 식 2.에 의해 각 건조 방법의 건조속도를 계산하는 데 사용된다.
Figure 112020126810655-pat00008
여기서,
Figure 112020126810655-pat00009
: 부하질량(loading mass [g/m2] )
Figure 112020126810655-pat00010
: 건조속도(the drying rate [g/(m2.s)])
Figure 112020126810655-pat00011
: 필름의 액체질량(the liquid mass of the film [g] ),
Figure 112020126810655-pat00012
: 필름의 고체질량(the solid mass of the film [g] )
Figure 112020126810655-pat00013
: 순간시간 t에서 필름의 액체 대 고체 비율(the liquid to solid ratio of the film at instances time t)
보통 저울 위에서 열풍, NIR, FIR 등을 각각 쬐면서 실시간으로 무게의 변화를 확인하고 이 무게(질량)의 값을 토대로 식1 및 식2를 계산하여 건조곡선을 만든다.
이 과정을 통해 도4와 같은 건조 곡선을 얻을 수 있다.
도 2는 NIR, FIR, 열풍과 같은 다양한 건조 방법을 사용한 전극의 건조 곡선을 보여준다.
각 건조 방법의 전력 밀도가 다르기 때문에 건조 곡선과 건조 속도가 다르다. NIR 건조 방법은 가장 큰 전력 밀도로 인해 가장 빠른 건조 속도를 갖는다.
도 4는 NIR 및 FIR 건조 방법의 건조 속도를 사용한 실험 결과를 보여준다.
도2의 기울기는 건조속도(drying rate)를 의미한다.
도 2는 NIR, FIR, 열풍 등 다양한 건조 방법을 사용한 전극의 건조 곡선을 보여주는 것이다.
3 단계에서는 전극의 임계 수분 함량을 결정한다.
즉,상기 건조곡선결정단계후(S200)에 전극의 임계수분함량을 결정하는 전극임계수분함량결정단계(S300)를 가진다.
임계 수분 함량은 구간1(stage1)이 끝날 때의 전극의 수분 함량이다.
구간1(Stage1)이 끝나면 습식 두께가 일정해진다. 임계 수분 함량은 시간의 함수로 전극의 무게(저울로 측정한)와 두께를 동시에 실시간으로 측정하는 방식으로 실험적으로 결정된다.
임계 수분 함량
Figure 112020126810655-pat00014
이 0.65일 때, 용매가 전극에 남아 있음을 의미한다.
도 2에서 녹색으로 표기된 수평 점선(파선)은 임계 수분 함량
Figure 112020126810655-pat00015
을 나타낸다.
전극의 수분함량이 감소하면, 두께가 감소한다. 임계수분함량에 도달하면 더 이상 수분함량이 감소하지 않으므로 두께 또한 일정해지는 것이다.
도 2는 2개의 구간의 방법을 통해 구할 수 있는 건조 곡선이다. 도 2의 녹색으로 표기된 수평 점선(파선)은
Figure 112020126810655-pat00016
인 y축의 값이 0.65 인 지점으로, 이선을 기준으로 구간 1과 구간 2로 나누고 있는 것이다.
본 발명에서는
Figure 112020126810655-pat00017
=0.65인 지점을 임계수분함량으로 보고 있는 것이다. 그래서 도3을 보면 y축의 값이 0.65인 점을 기준으로 구간1은 NIR 그래프를, 구간2는 Hot air 또는 FIR에 대한 그래프를 도시한 것이다.
도2와 도3에서
Figure 112020126810655-pat00018
=0.65인 시점이 두께 수축의 최대시점이므로 이지점에 대한 설명으로 수축의 끝(End of shrinkage) 또는 구간1의 끝(End of stage 1)으로 기재한 것이다. 이 지점을 기준으로 위쪽은(0~연두색파선과 만나는 지점) 구간 1로 정하고, 아래쪽은(연두색파선과 만나는 지점에서 Xliq가 0이 되는 지점) 구간 2로 정의한 것이다.
4단계에서는 최소 건조 시간으로 구간1을 완료하기 위한 최대 건조속도를 결정한다.
상기 전극임계수분함량결정단계(S300) 후에 최소건조시간에 전극을 건조하기 위하여 건조단계를 2개의 구간으로 구분하여 결정한다.
구간1을 완료하기 위한 최대건조속도제1결정단계(S400)를 가진다.
구간1을 완료까지의 최대 건조 속도는 구간2에서 결정된 열풍 건조, NIR, FIR 건조 방법 중 최대 값을 가진 방법으로 선택된다. 3단계에서 구한 임계 수분 함량은 구간1이 끝날 때의 최소 건조 시간을 추정하는 데 사용된다.
도면 3은 구간1이 다음으로 정의됨을 보여준다.
i) NIR 방법의 건조 속도 - 빨간색 경사,
ii) 임계 수분 함량
Figure 112020126810655-pat00019
- 수평 점선(연두색).
구간1의 끝은
Figure 112020126810655-pat00020
에 의해 결정된다.
임계수분함량은 두께가 일정해지기 위한 수분의 함량치로, 본 발명에서는 0.65일 때를 기준으로 하고 있는 것이다.
도 4에서는 실험을 통해 얻은 데이터이다.
파란색 점은 NIR을 100%의 파워로 해당 시간만큼 노출되었을 때의 수분함량에 대해서 얻은 각각의 데이터를 점으로 찍은 것이고,
이 점을 바탕으로 평균 그래프를 그린 것이, 파란 점선에 해당하는 도이다.
도 2는 이상적이고 일반적인 그래프이고, 도 4는 본원발명에서 실제 실험을 통해 얻은 데이터를 토대로 도시한 그래프이다.
NIR과 FIR만으로 조합하는 TEST를 진행하여 얻은 그래프로 열풍에 대한 그래프가 그려지지 않는 것이다.
도4는 열풍에 대하여는 미도시된 도이다.
슬러리와 기판의 계면(인터페이스)의 박리를 일으키는 바인더의 이탈을 방지하기 위해서 구간2의 건조속도는 구간1의 건조 속도보다 작아야 한다.
따라서 구간2에서의 건조 곡선의 기울기는 구간1에 비해 경사가 완만한 것이다.
즉,바인더가 이탈하면 슬러리와 기판이 만나는 접합부인 계면(인터페이스)의 접착력이 약해져, 박리와 같은 현상이 발생할 수 있음에 대해 언급한 부분이다.
이를 해결하기 위해서 2단계의 건조속도가 1단계에 비해 작아야 한다.
그래프에서 보면, NIR이 최대값을 가진 것이기에 선택한 것이다. 같은 NIR 중에서도 파장이 다른 것이 존재할 수도 있으므로, 최대값을 가진 방법으로 선택하는 것이다.
5단계에서는 구간2(stage2)를 완료하기 위한 최대 건조속도를 결정한다.
즉, 구간2를 완료하기 위한 최대건조속도제2결정단계(S500);의 과정을 통하여 상기 건조단계에서는 건조수단을 통하여 건조시간을 최소화하기 위한 것이다.
이 단계에서는 최종 전극이 굽힘 테스트 및 박리 테스트를 통과해야 될 때까지 건조 속도를 조정하는 것이다.
상기 최대건조속도제2결정단계(S500)에서 전극과 기판 사이의 인터페이스에서의 접착력에 대한 박리력(Fdelami)과 기준박리력(Fcri)과의 관계와 전극의 굽힘반경(Rtest)과 기준굽힘반경(Rcri)이 하기와 같은 조건을 만족할 때까지 판단하는 건조속도판단단계(S700)와 건조속도를 조정하는 건조속도조정단계(S700)를 가지도록 반복하여 조정한다.
테스트 통과를 위해서는 식
Figure 112020126810655-pat00021
을 통해 구해진 a의 값과 식
Figure 112020126810655-pat00022
를 통해 구해진 b 의 값이 0.7 이상이어야 한다.
a 의 값과 b 의 값이 0.7 미만인 경우, 건조 속도를 감소하여 테스트한다.
a 의 값과 b 의 값이 0.7 이상일 때의
Figure 112020126810655-pat00023
와
Figure 112020126810655-pat00024
의 값이 구간2(STAGE2)를 완료하기 위한 최대 건조속도를 결정한다.
또한, delami와 test 뒤에 붙는 숫자는 1번째 측정, 2번째 측정이라는 의미로 n번째 측정에서의 값이 F_cri 또는 R_cri와의 관계식에서 만족할 때까지 반복한다는 의미이다.
(예)F_delami_1 : 1번째로 측정한 F_delami
F_delami_n : n번째로 측정한 F_delami,
F_delami는 클수록 좋은 것이고, Rtest는 작을 수록 좋은 상태인 것이다.
a) 1단계에서 얻은 F_cri 와 R_cri 는 상온(실온)에서 구한 값으로 가장 이상적인 품질의 상태입니다. 이러한 방법은 낮은 건조 속도를 요구한다.
b) 높은 건조 속도는 건조 시간을 단축시키고 건조기의 길이를 단축시켜 제조 비용을 낮추게 되는 것이다.
c) a와 b에서 말한 두 가지의 내용이 서로 모순되는 것으로,
d) 이를 해결하기 위하여 1~4단계의 과정을 거치고 최종 5단계에서 좋은 품질의 박리력과 굽힘반경을 계속하여 확인하는 반복과정을 거친다.
도면 5에 대한 설명으로는 다음과 같다.
구리박막의 두께가 10um임을 나타내는 것이고 구리박막의 굽힘테스트(bending test)시, 직경(Diameter)이 6mm임을 나타내는 것이다.
10um의 두께에서 굽힘테스트(bending test)를 통해 구한 Rtest 값이 6mm이 나온 것을 도시한 것이다.
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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (6)

  1. 기준박리력과 기준굽힘반경을 결정하는 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계;
    상기 기준박리력 및 기준굽힘반경결정단계후에 건조방법에 따른 건조곡선을 결정하는 건조곡선결정단계;
    상기 건조곡선결정단계후에 전극의 임계수분함량을 결정하는 전극임계수분함량결정단계;
    상기 전극임계수분함량결정단계 후에 최소건조시간에 전극을 건조하기 위하여 건조단계를 2개의 구간으로 구분하여 결정하되,
    구간1을 완료하기 위한 최대건조속도제1결정단계;
    구간2을 완료하기 위한 최대건조속도제2결정단계;의 과정을 통하여 상기 건조단계에서는 건조수단을 통하여 건조시간을 최소화하기 위한 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서 상기 최대건조속도제2결정단계 시의 건조속도곡선은 상기 최대건조속도제1결정단계 시의 건조속도곡선보다 곡선의 기울기가 작은 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서 상기 최대건조속도제2결정단계에서 전극과 기판 사이의 인터페이스에서의 접착력에 대한 박리력(Fdelami)과 굽힘반경(Rtest)이 각각 기준박리력(Fcri)과 기준굽힘반경(Rcri)과의 대소관계를 판단하는 건조속도판단단계;
    상기 건조속도판단단계에 따라 하기와 같은 조건을 만족할 때까지 건조속도를 조정하는 건조속도조정단계를 가지는 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
    여기서
    Fdelami ≥ a Fcri , Rtest ≤ b Rcri
    0.7 ≤ a ,b임.
  4. 제1항에 있어서 상기 건조수단은 근적외선,적외선 및 열풍건조가운데서 두개이상의 것을 조합하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서 상기 최대건조속도제1결정단계에서는 근적외선을 통하여 건조하고 상기 최대건조속도제2결정단계에서는 열풍과 적외선을 조합하여 건조하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
  6. 제4항에 있어서 상기 근적외선,상기 적외선,상기 열풍건조의 건조곡선의 기울기는 하기의 식에 의하여 건조속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 전극을 건조하는 방법.
    하기의 식
    Figure 112020126810655-pat00025

    Figure 112020126810655-pat00026
    : 부하질량 (loading mass [g/m2] )
    Figure 112020126810655-pat00027
    : 건조속도 (the drying rate [g/(m2.s)])
    Figure 112020126810655-pat00028
    : 필름의 액체질량 (the liquid mass of the film [g] ),
    Figure 112020126810655-pat00029
    : 필름의 고체질량 (the solid mass of the film [g] )
    Figure 112020126810655-pat00030
    :순간시간 t에서 필름의 액체 대 고체 비율(the liquid to solid ratio of the film at instances time t)




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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072274A (ko) 2021-11-17 2023-05-24 주식회사 토바 고속 롤투롤 전극 제조 시스템을 위한 고속 최적 건조 방법
KR20230085859A (ko) 2021-12-07 2023-06-14 주식회사 토바 고속 롤투롤 메탈 코팅 시스템 및 이를 이용한 메탈 코팅 고속 최적 건조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002504442A (ja) * 1998-02-23 2002-02-12 アドバンスド、フォトニクス、テクノロジーズ、アクチエンゲゼルシャフト 急速に搬送される物質、特に印刷インキを乾燥する方法および装置
JP2005085557A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nippon Zeon Co Ltd リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物の製造方法
KR101062798B1 (ko) 2009-06-30 2011-09-07 건국대학교 산학협력단 롤투롤 공정의 인쇄 후 구간에서 인쇄된 패턴의 전기 전도도와 장력의 예측 방법
KR101470957B1 (ko) 2013-05-29 2014-12-09 대덕지디에스 주식회사 도전성 페이스트를 이용한 롤투롤 방식의 인쇄회로기판 제조방법
KR20160116828A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 코오롱인더스트리 주식회사 롤투롤 인쇄시스템의 건조장치 및 건조방법
KR101791299B1 (ko) 2014-09-29 2017-10-27 주식회사 엘지화학 롤투롤 연속 공정을 통한 보조전극을 포함하는 전극의 제조방법, 이에 따라 제조되는 전극 및 이를 포함하는 전자소자
JP2019162870A (ja) * 2018-03-16 2019-09-26 株式会社リコー 乾燥装置、液体吐出装置、乾燥方法、及びインクジェット記録装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002504442A (ja) * 1998-02-23 2002-02-12 アドバンスド、フォトニクス、テクノロジーズ、アクチエンゲゼルシャフト 急速に搬送される物質、特に印刷インキを乾燥する方法および装置
JP2005085557A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Nippon Zeon Co Ltd リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物の製造方法
KR101062798B1 (ko) 2009-06-30 2011-09-07 건국대학교 산학협력단 롤투롤 공정의 인쇄 후 구간에서 인쇄된 패턴의 전기 전도도와 장력의 예측 방법
KR101470957B1 (ko) 2013-05-29 2014-12-09 대덕지디에스 주식회사 도전성 페이스트를 이용한 롤투롤 방식의 인쇄회로기판 제조방법
KR101791299B1 (ko) 2014-09-29 2017-10-27 주식회사 엘지화학 롤투롤 연속 공정을 통한 보조전극을 포함하는 전극의 제조방법, 이에 따라 제조되는 전극 및 이를 포함하는 전자소자
KR20160116828A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 코오롱인더스트리 주식회사 롤투롤 인쇄시스템의 건조장치 및 건조방법
JP2019162870A (ja) * 2018-03-16 2019-09-26 株式会社リコー 乾燥装置、液体吐出装置、乾燥方法、及びインクジェット記録装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072274A (ko) 2021-11-17 2023-05-24 주식회사 토바 고속 롤투롤 전극 제조 시스템을 위한 고속 최적 건조 방법
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