KR102450342B1

KR102450342B1 - 원단의 불량 부분 표시 장치

Info

Publication number: KR102450342B1
Application number: KR1020210105231A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 이영철; 신순우
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2022-10-04

Abstract

끊김 없이 연속적으로 진행하는 원단의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성하는, 원단의 불량 부분 표시 장치가 개시된다. 개시된 원단의 불량 부분 표시 장치는, 원단을 지지하며 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 앤빌 롤러, 및 원단을 사이에 두고 앤빌 롤러의 반대편에 배치되어 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 휠, 및 휠의 외주면에서 돌출되어 휠과 함께 회전하는 펀칭 돌기을 구비한 로터리 펀치를 구비한다. 원단의 불량 부분이 앤빌 롤러에 지지되는 순간에 펀칭 돌기의 말단의 속도가 원단의 진행 속도와 같은 속도가 되도록 휠이 회전하면서 펀칭 돌기가 원단의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성한다. 원단의 불량 부분이 아닌 양품 부분이 앤빌 롤러에 지지되는 순간에는 펀칭 돌기가 원단에 접촉되지 않도록 펀칭 돌기는 앤빌 롤러의 회전 중심과 휠의 회전 중심을 연결하는 가상의 직선에서 벗어나 있다.

Description

원단의 불량 부분 표시 장치{Apparatus for marking faulty portion in web}

본 발명은 끊김 없이 연속적으로 공급되는 원단(web)의 일 부분이 불량일 때 자동으로 상기 불량 부분을 식별하기 용이하게 표시하는 원단의 불량 부분 표시 장치에 관한 것이다.

이차전지 전극은 롤투롤 공정을 통해 제조될 수 있다. 부연하면, 전극 집전체가 되는 금속 포일 원단이 진행하는 도중에 상기 금속 포일 원단의 양 측면에 슬러리 형태의 전극재를 도포하고, 상기 전극재를 건조 경화하고 압축하며, 탭(tab)을 형성하기 위해 트리밍(trimming) 가공하고, 이차전지 셀에 대응되는 셀(cell) 단위로 절단하는 과정을 통해 이차전지 전극의 셀이 제조된다.

상기 이차전지 전극의 롤투롤 제조 과정에서 상기 이차전지 전극이 셀 단위로 절단되기 전에, 예컨대, CCD 카메라를 포함한 불량 감지기에 의해 상기 이차전지 전극 원단의 불량 유무가 감지되고, 불량이 발견된 부분에는 불량을 쉽게 파악하여 추후에 제거할 수 있도록 원단에 불량 표시를 형성한다.

이차전지 전극 원단의 진행 속도가 빨라짐에 따라 상기 불량 표시는 스티커(sticker)에서 펀칭 홀(punching hole)로 변경되는 추세이다. 그러나, 종래의 불량 부분 표시 장치는 펀치 프레스(punch press)가 승강하며 펀칭 홀을 형성하므로 이차전지 전극 원단이 빠르게 진행하면서 인접한 부분에 연속적으로 펀칭 홀을 형성하기 어렵다. 또한, 이차전지 전극 원단의 빠른 진행 속도로 인해 펀칭 홀이 원형이 아닌 타원형으로 형성되어서 자칫 불량인 단위 셀 부분을 넘어 양품인 단위 셀 부분으로 펀칭 홀이 연장될 수 있고, 이로 인해 양품 수율이 더 저하되고 이차전지 전극의 생산 원가가 높아질 수 있다.

등록실용신안공보 제20-0208537호

본 발명은 빠른 속도로 진행하는 원단의 불량 부분에만 정확하게 펀칭 홀을 형성하는 원단의 불량 부분 표시 장치를 제공한다.

본 발명은 회전하면서 원단의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성하는 로터리 펀치(rotary punch)를 구비한 원단의 불량 부분 표시 장치를 제공한다.

본 발명은, 끊김 없이 연속적으로 진행하는 원단(web)의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성하는 장치로서, 상기 원단을 지지하며 상기 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 앤빌 롤러(anvil roller), 및 상기 원단을 사이에 두고 상기 앤빌 롤러의 반대편에 배치되어 상기 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 휠(wheel), 및 상기 휠의 외주면에서 돌출되어 상기 휠과 함께 회전하는 펀칭 돌기(punching protrusion)을 구비한 로터리 펀치(rotary punch)를 구비하고, 상기 원단의 불량 부분이 상기 앤빌 롤러에 지지되는 순간에 상기 펀칭 돌기의 말단의 속도가 상기 원단의 진행 속도와 같은 속도가 되도록 상기 휠이 회전하면서 상기 펀칭 돌기가 상기 원단의 불량 부분에 펀칭 홀(punching hole)을 형성하고, 상기 원단의 불량 부분이 아닌 양품 부분이 상기 앤빌 롤러에 지지되는 순간에는 상기 펀칭 돌기가 상기 원단에 접촉되지 않도록 상기 펀칭 돌기는 상기 앤빌 롤러의 회전 중심과 상기 휠의 회전 중심을 연결하는 가상의 직선에서 벗어나 있는 원단의 불량 부분 표시 장치를 제공한다.

상기 펀칭 돌기는 복수 개 구비되고, 상기 복수의 펀칭 돌기는 상기 휠의 회전 중심에 대해 등각도 간격으로 배치될 수 있다.

상기 펀칭 돌기가 상기 원단의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성할 때 상기 펀칭 돌기의 말단으로 고압의 공기가 토출될 수 있다.

상기 펀칭 돌기의 말단은 볼록하게 곡선 궤도를 따라 돌출될 수 있다.

상기 원단의 불량 부분 표시 장치는, 상기 원단의 종류, 앤빌 롤러의 종류, 및 로터리 펀치의 종류에 따라 상기 앤빌 롤러의 회전 중심과 상기 휠의 회전 중심 사이의 간격을 조정할 수 있다.

상기 앤빌 롤러와 상기 로터리 펀치가 별개의 전동 모터의 동력에 의해 회전할 수 있다.

상기 로터리 펀치가 상기 앤빌 롤러의 위 또는 아래에 위치할 수 있다.

상기 원단은, 전극 집전체와, 상기 전극 집전체에 적층되고 경화된 전극재를 구비한 이차전지 전극의 원단일 수 있다.

본 발명에 따른 원단의 불량 부분 표시 장치는, 롤투롤(roll-to-roll) 공정에서 원단이 빠른 속도로 진행하더라도 원단의 불량 부분에만 정확하게 펀칭 홀을 형성한다. 따라서, 원단의 생산성이 향상되고, 펀칭 홀의 번짐으로 인한 양품 수율 저하가 억제되며, 생산 원가가 절감된다.

또한, 펀칭과 동시에 고압 공기를 토출하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 펀칭 홀의 형성에 부수적으로 발생하는 스크랩(scrap), 먼지와 같은 이물질이 원단에서 제거되므로 원단의 오염이 방지된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원단의 불량 부분 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 원단의 불량 부분 표시 장치에서 일부의 지지 부재를 제거하고 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 원단의 불량 부분 표시 장치의 정면 투시도 및 측면 투시도이다.
도 5는 불량 부분에 펀치 홀(hole)이 형성된 원단의 일 예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 원단의 불량 부분 표시 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 원단의 불량 부분 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 원단의 불량 부분 표시 장치에서 일부의 지지 부재를 제거하고 도시한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 원단의 불량 부분 표시 장치의 정면 투시도 및 측면 투시도이며, 도 5는 불량 부분에 펀치 홀(hole)이 형성된 원단의 일 예를 도시한 평면도이다. 도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 끊김 없이 연속적으로 진행하는 이차전지 전극 원단(1)의 불량 부분(2NG)에 펀칭 홀(8)을 형성하는 장치이다.

이차전지 전극의 원단(1)은 금속 재질의 전극 집전체와, 전극 집전체의 양 측면에 도포되는 슬러리(slurry) 형태의 전극재(4)를 구비한다. 상기 전극 집전체는 3 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 예컨대, 구리(Cu), 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질의 포일(foil)일 수 있다. 상기 전극재(4)는 전극 활물질(active material), 도전재(conductive material), 및 바인더(binder)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 전극 집전체에 전극재(4)가 도포된 영역을 유지부라 하고, 전극재(4)가 도포되지 않아 전극 집전체가 노출된 부분을 무지부라 한다.

롤투롤 공정을 통해 전극 집전체가 되는 금속 포일의 원단이 빠른 속도로 진행하는 도중에, 상기 금속 포일 원단의 양 측면에 슬러리 형태의 전극재(4)가 도포되고, 상기 전극재(4)가 건조 경화되고 압연된다. 그 다음 공정으로, 이차전지 전극 원단(1)의 폭 방향 양 측에 노치(notch)(6, 7)를 형성하고 상기 이차전지 전극 원단(1)의 폭 방향 일 측에 탭(tab)(5)을 형성하기 위해 이차전지 전극 원단(1)이 트리밍(trimming) 가공된다.

트리밍 가공된 이차전지 전극 원단(1)은 불량 감지기를 통과하면서 불량 부분이 있는지 감지된다. 상기 이차전지 전극 원단(1)에서 불량이 있는 불량 부분(2NG)과 불량이 없는 양품 부분(2G)은 이차전지 전극 셀(cell)(2G, 2NG) 단위로 구분된다. 도 5에서 이차전지 전극 원단(1)의 폭 방향으로 연장되고 서로 인접한 한 쌍의 점선에 의해 구분되는 대략 직사각형의 부분이 이차전지 전극 셀(2G, 2NG)이다. 상기 점선은 이차전지 전극 원단(1)의 일 측 모서리의 노치(6)와, 상기 원단(1)의 타 측 모서리에 상기 일 측의 노치(6)와 대응되는 위치에 형성된 노치(7)를 연결한 직선 경로를 따라 연장된다.

불량 감지기를 통과한 이차전지 전극 원단(1)이 상기 원단의 불량 부분 표시 장치(10)를 통과하면서 상기 불량 부분(2NG)에 펀칭 홀(8)이 형성된다. 펀칭 홀(8)이 형성된 이차전지 전극 원단(1)은 원단 리와인딩 롤러(rewinding roller)(미도시)에 권취 회수된다. 이후에 상기 점선을 따라 이차전지 전극 원단(1)의 폭 방향으로 절단되어 이차전지 전극 셀(2G, 2NG) 단위로 분할되고, 상기 분할된 이차전지 전극 셀(2G, 2NG) 중에서 불량인 이차전지 전극 셀(2NG)은 폐기 또는 재활용된다. 한편, 상술한 바와 달리 펀칭 홀(8)이 형성된 이차전지 전극 원단(1)이 원단 리와인딩 롤러에 권취 회수되지 않고 즉시 상기 점선을 따라 절단되어 이차전지 전극 셀(2G, 2NG) 단위로 분할될 수도 있다.

상기 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 앤빌 롤러(anvil roller)(25), 앤빌 롤러 지지 블록(block)(20), 로터리 펀치(rotary punch)(35), 제1 전동 모터(motor)(30), 및 제2 전동 모터(55)를 구비한다. 앤빌 롤러(25)는 이차전지 전극 원단(1)을 지지하며 상기 원단(1)의 진행 방향에 순행하여 회전하는 롤러이다. 앤빌 롤러(25)는, 원통형 또는 배양 접시(cell culture dish) 형태의 앤빌 롤러 본체(26)와, 상기 앤빌 롤러 본체(26)의 외주면에 밀착되어 상기 앤빌 롤러 본체(26)를 에워싼, 고강도 합성플라스틱으로 이루어진 튜브 링(tube ring)(27)과, 상기 앤빌 롤러 본체(26)에서 후방으로 돌출 연장된 앤빌 롤러 샤프트(shaft)(28)를 구비한다. 상기 앤빌 롤러 샤프트(28)는 Y축과 평행한 제1 회전축선(RX1)을 따라 연장된다.

앤빌 롤러 지지 블록(20)은 상기 앤빌 롤러(25), 구체적으로는 앤빌 롤러 샤프트(28)를 회전 가능하게 지지한다. 상기 앤빌 롤러 샤프트(28)는 상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)을 관통하여 연장되고, 제1 베어링(bearing)(29)은 상기 앤빌 롤러 샤프트(28)를 상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)에 대해 회전 가능하게 지지한다. 제1 전동 모터(30)는 상기 앤빌 롤러(25)가 제1 회전축선(RX1)을 중심으로 회전하도록 동력을 제공한다. 상기 제1 전동 모터(30)의 모터 샤프트(미도시)와 상기 앤빌 롤러 샤프트(28)는 제1 축이음(shaft coupling)(32)에 의해 회전 동력 전달 가능하게 연결된다.

원단의 불량 부분 표시 장치(10)를 통과하는 이차전지 전극 원단(1)은 회전하는 앤빌 롤러(25)의 튜브 링(27)에 접촉 지지된 채 진행한다. 바람직하게는, 제1 전동 모터(30)는 상기 튜브 링(27)의 진행 속도가 상기 원단(1)의 진행 속도와 같아지게 앤빌 롤러(25)가 회전하도록 회전 동력을 제공한다.

원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 상기 제1 전동 모터(30)가 고정 지지되는 전동 모터 지지 부재(12), 상기 전동 모터 지지 부재(12)와 이격되게 배치되고 상기 앤빌 롤러 지지 부재(20)가 개재되도록 개방된 앤빌 롤러 지지 블록 설치 통공(14)이 형성된 로터리 펀치 지지 부재(13), 상기 전동 모터 지지 부재(12)와 로터리 펀치 지지 부재(13)의 하단을 고정 지지하는 베이스(base)(11), 및 상기 전동 모터 지지 부재(12)와 로터리 펀치 지지 부재(13)의 상단을 연결하는 상부판(17)을 더 구비한다.

로터리 펀치(35)는 휠(wheel)(36), 휠 샤프트(shaft)(39), 및 복수의 펀칭 돌기(punching protrusion)(40)를 구비한다. 상기 휠(36)은 이차전지 전극 원단(1)을 사이에 두고 앤빌 롤러(25)의 반대편에 배치되어 상기 원단(1)의 진행 방향에 순행하여 회전한다. 상기 휠 샤프트(39)는 상기 로터리 펀치 지지 부재(13)를 관통하도록 상기 휠(36)에서 후방으로 돌출된다. 상기 휠 샤프트(39)는 Y축과 평행한 제2 회전축선(RX2)을 따라 연장된다. 상기 제2 회전축선(RX2)이 상기 휠(36)의 회전중심이 된다. 제2 베어링(53)은 상기 휠 샤프트(39)를 상기 로터리 펀치 지지 부재(13)에 대해 회전 가능하게 지지한다.

복수의 펀칭 돌기(40)는 각각 휠(36)의 외주면에서 방사 방향 외측으로 돌출되어 상기 휠(36)과 함께 회전한다. 각각의 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)은 펀칭 홀(8)을 타발하는 날카로운 칼날을 구비한다. 각각의 펀칭 돌기(40)의 내측 말단은 체결 볼트(45)에 체결되어 상기 휠(36)에 고정 결합된다.

이차전지 전극 원단(1)의 불량 부분(2NG)이 앤빌 롤러(25)의 튜브 링(27)에 지지되는 순간에 복수의 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)의 속도가 상기 원단(1)의 진행 속도와 같은 속도가 되도록 상기 휠(36)이 회전하면서 상기 복수의 펀칭 돌기(40) 중 하나가 상기 원단(1)의 불량 부분(2NG)에 펀칭 홀(8)을 형성한다. 상기 복수의 펀칭 돌기(40) 중 하나가 상기 원단(1)에 펀칭 홀(8)을 형성할 때 상기 휠(36)의 회전으로 상기 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)이 상기 앤빌 롤러(25)의 튜브 링(27)을 순간적으로 파고들었다가 빠져나온다. 따라서, 펀칭 홀(8)의 형성이 신뢰성있게 수행되고, 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)이 충돌로 인해 손상되지 않는다.

한편, 상기 원단(1)의 불량 부분(2NG)이 아닌 부분, 즉 양품 부분(2G)이 상기 앤빌 롤러(25)의 튜브 링(27)에 지지되는 순간에는 상기 복수의 펀칭 돌기(40) 중 어느 것도 상기 원단(1)에 접촉되지 않도록 상기 복수의 펀칭 돌기(40)는 앤빌 롤러(25)의 회전중심, 즉 제1 회전축선(RX1)과, 휠(36)의 회전중심, 즉 제2 회전축선(RX2)을 연결하는 가상의 수직선(VL)에서 벗어나 있다.

복수의 펀칭 돌기(40)는 휠(36)의 회전 중심, 즉 제2 회전축선(RX2)에 대해 등각도 간격으로 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 8개의 펀칭 돌기(40)를 구비하여 휠(36)의 외주면을 따라 45° 간격으로 이격되게 배치되나 이는 예시적인 것에 불과하다. 상기 원단(1)의 양품 부분(2G)이 앤빌 롤러(25)를 통과할 때에는 도 3에 도시된 바와 같이 앤빌 롤러(25)에 가장 가깝게 위치한 펀칭 돌기(40)가 상기 수직선(VL)에 대해 경사진 자세로 상기 튜브 링(27)와 이격되게 상기 휠(36)이 정지되어 있을 수 있다.

바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)은 볼록하게 곡선 궤도를 따라 돌출될 수 있다. 상기 휠(36)이 회전할 때 하나의 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)이 상기 수직선(VL)을 가로지르면서 이차전지 전극 원단(1)에 펀칭 홀(8)이 형성되는데, 만약 상기 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)이 곡선으로 돌출되지 않고 편평하면 상기 외측 말단(41)의 칼날이 부분적으로 상기 원단(1)을 강하게 가압하지 못하여 온전한 펀칭 홀(8)이 형성되지 않을 수 있다.

상기 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 펀칭 돌기(40)가 상기 원단(1)의 불량 부분(2NG)에 펀칭 홀(8)을 형성할 때 상기 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)으로 고압의 공기가 토출되도록 구성된다. 이에 따라, 상기 원단(1)에 펀칭 홀(8)의 형성되는 것에 부수하여 발생하는 스크랩(scrap), 먼지와 같은 이물질이 강한 공기 흐름에 의해 상기 원단(1)에서 떨어져 제거되므로 상기 원단(1)의 오염이 방지된다.

펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41)으로 고압의 공기가 토출되도록, 상기 펀칭 돌기(40)의 내부에는 그 길이 방향을 따라 공기 유로(43)가 형성된다. 상기 공기 유로(43)는 상기 펀칭 돌기(40)의 외측 말단(41) 측으로는 개방되고, 상기 펀칭 돌기(40)의 내측 말단 측으로는 상기 체결 볼트(45)에 의해 공기가 유출되지 않게 폐쇄된다. 상기 휠(36)에는 원통형의 고압 공기 분배 부재(47)가 고정 결합된다. 상기 고압 공기 분배 부재(47)의 전면에는 고압 공기 공급용 연결구(50)가 연결된다. 상기 고압 공기 공급 연결구(50)는 알파벳 L자형 지지 부재(18)의 일 측 단부에 지지되고, 상기 지지 부재(18)의 타 측 단부는 상기 상부판(17)에 고정 지지된다.

도 2에 도시되지 않았으나 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 고압 공기를 공급하는 공기 펌프(pump), 및 상기 공기 펌프와 고압 공기 공급 연결구(50)를 공기 유동 가능하게 연결하는 튜브(tube)를 더 구비한다. 밸브(valve)(미도시)의 개폐에 의해 상기 고압 공기 공급 연결구(50)로 공급되는 고압 공기의 공급 여부가 제어된다.

상기 고압 공기 공급용 연결구(50)의 내부에는 알파벳 L자형으로 절곡된 공기 유로가 형성된다. 상기 고압 공기 분배 부재(47)의 내부에는 상기 고압 공기 공급용 연결구(50)에서 상기 고압 공기 분배 부재(47)로 유입된 공기가 상기 고압 공기 분배 부재(47)의 외주면으로 방출되도록 방사 방향으로 연장된 방사 방향 내부 유로가 형성된다. 상기 고압 공기 분배 부재(47)의 외주면과 복수의 펀칭 돌기(40)는 복수의 분배용 튜브(tube)(48)에 의해 공기 유동 가능하게 연결된다. 도 2에서 참조번호 '48a'는 고압 공기 분배 부재(47)의 외주면에 등각도 간격으로 연결된 복수의 분배용 튜브(48)의 일 측 연결구를 지시하고, 참조번호 '48b'는 복수의 펀칭 돌기(40)에 하나씩 연결된 복수의 분배용 튜브(48)의 타 측 연결구를 지시한다.

상기 휠(36)이 제2 회전축선(RX2)을 중심으로 회전할 때 상기 고압 공기 분배 부재(47)는 상기 휠(36)과 함께 회전하나 상기 고압 공기 공급 연결구(50)는 함께 회전하지 않는다. 따라서, 로터리 펀치(35)가 회전하며 펀칭 돌기(40)에 의해 상기 원단(1)에 펀칭 홀(8)이 형성되는 때에 상기 공기 펌프가 작동하고 상기 밸브가 개방되면 상기 고압 공기가 고압 공기 공급 연결구(50), 고압 공기 분배 부재(47), 분배용 튜브(48), 및 펀칭 돌기(40)의 공기 유로(43)를 통해 펀칭 돌기 외측 말단(41)으로 토출된다.

제2 전동 모터(55)는 상기 로터리 펀치(5)가 제2 회전축선(RX2)을 중심으로 회전하도록 동력을 제공하는 것으로, 전동 모터 지지 부재(12)에 고정 지지된다. 상기 제2 전동 모터(55)의 모터 샤프트(미도시)와 상기 휠 샤프트(39)는 제2 축이음(57)에 의해 회전 동력 전달 가능하게 연결된다. 펀칭 홀(8)을 형성하기 위하여 상기 로터리 펀치(35)가 상기 제2 회전축선(RX2)을 중심으로 미리 정한 각도만큼만 회전하고 정지하여야 하므로, 다시 말해 로터리 펀치(35)의 회전과 정지가 정밀하게 제어되어야 하므로, 바람직하게는 상기 제2 전동 모터(55)는 서보 모터(servo motor)일 수 있다.

상기 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 펀칭 홀(8)이 형성되는 원단의 종류, 원단의 두께, 앤빌 롤러(25)의 종류, 및 로터리 펀치(35)의 종류에 따라 상기 앤빌 롤러(25)의 회전 중심, 즉 제1 회전축선(RX1)과, 상기 휠(36)의 회전 중심, 즉 제2 회전축선(RX2) 사이의 간격을 조정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 한 쌍의 승강 조정 볼트(bolt)(60), 한 쌍의 스프링(spring)(62), 및 간격 측정 센서(64)를 구비한다.

한 쌍의 승강 조정 볼트(60)는 베이스(11)에 대해 승강 가능하게 체결되고, 그 상단이 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 하측면에 접촉된다. 한 쌍의 스프링(62)은 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 상측면에 형성된 한 쌍의 스프링 탑재 홈(groove)(21)에 하나씩 삽입 안착된다. 한 쌍의 스프링(62)의 상단은 로터리 펀치 지지 부재(13)의 앤빌 롤러 지지 블록 설치 통공(14)을 한정하는 통공 한정 상단 내측면(15)에 지지되고, 한 쌍의 스프링(62)의 하단은 상기 스프링 탑재 홈(21)의 바닥면에 지지된다. 상기 한 쌍의 스프링(21)의 탄성력에 의해 상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)은 아래 방향으로 탄성 바이어스되어 있으므로 상기 한 쌍의 승강 조정 볼트(60)의 상단은 상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 하측면에 항상 밀착된다.

작업자는 상기 스크류 드라이버를 이용하여 상기 한 쌍의 승강 조정 볼트(60)를 베이스(11)에 대해 미세하게 승강시킴으로써 앤빌 롤러(25)의 회전 중심(RX1)과 로터리 펀치(35)의 회전중심(RX2) 사이의 간격을 원단의 두께, 앤빌 롤러(25)의 종류, 및 로터리 펀치(35)의 종류에 따라 적절하게 조정할 수 있다. 상기 간격 측정 센서(64)는 상단이 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 하단부에 연결되어 있으며, 상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 높이를 측정하여 상기 앤빌 롤러(25)의 회전중심(RX1)과 로터리 펀치(35)의 회전중심(RX2) 사이의 간격을 계측한다. 작업자는 상기 간격 측정 센서(64)의 계측값이 미리 설정한 값에 도달한 때에 상기 한 쌍의 승강 조정 볼트(60)의 승강 조작을 멈춰 상기 앤빌 롤러(25)의 회전중심(RX1)과 로터리 펀치(35)의 회전중심(RX2) 사이의 간격 조정을 마무리할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 작업자가 손수 앤빌 롤러(25)의 높이를 조정하도록 구성되어 있으나, 이와 달리 콘트롤러가 간격 측정 센서(64)의 계측값을 수신하고, 이에 기초하여 앤빌 롤러 지지 블록(20)을 승강 구동하는 전동 모터를 제어함으로써, 자동으로 앤빌 롤러(25)의 높이가 조정되도록 구성될 수도 있다.

상기 앤빌 롤러 지지 블록(20)가 Z축과 평행하게 승강할 수 있도록 Z축과 평행하게 연장된 한 쌍의 가이드 레일(guide rail)(23)이 전동 모터 지지 부재(12)의 전면(前面)에 고정 결합되고, 앤빌 롤러 지지 블록(20)의 배면(背面)에는 상기 한 쌍의 가이드 레일(23)이 끼워지고 상기 한 쌍의 가이드 레일(23)을 따라 미끄러져 승강 가능한 복수의 가이드 레일 리시버(receiver)(24)가 고정 결합된다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는, 롤투롤(roll-to-roll) 공정에서 원단(1)이 빠른 속도로 진행하더라도 원단(1)의 불량 부분(2NG)에만 정확하게 펀칭 홀(8)을 형성한다. 따라서, 원단(1)의 생산성이 향상되고, 펀칭 홀(8)의 번짐으로 인한 양품 수율 저하가 억제되며, 생산 원가가 절감된다.

한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 원단의 불량 부분 표시 장치(10)에서는 로터리 펀치(35)가 앤빌 롤러(25)의 위에 위치하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 로터리 펀치(35)까 앤빌 롤러 25)의 아래에 위치할 수도 있다. 또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 원단의 불량 부분 표시 장치(10)는 이차전지 전극의 원단(1)에 펀칭 홀(8)을 형성하는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 합성수지 필름 원단, 고무 필름 원단 등과 같은 다른 종류의 원단에 펀칭 홀을 형성하는 것일 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.

1: 이차전지 전극 원단 10: 원단의 불량 부분 표시 장치
20: 앤빌 롤러 지지 블록 25: 앤빌 롤러
35: 로터리 펀치 36: 휠
40: 펀칭 돌기 64: 간격 측정 센서

Claims

끊김 없이 연속적으로 진행하는 원단(web)의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성하는 장치로서,
상기 원단을 지지하며 상기 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 앤빌 롤러(anvil roller); 상기 원단을 사이에 두고 상기 앤빌 롤러의 반대편에 배치되어 상기 원단의 진행 방향에 순행하여 회전하는 휠(wheel); 상기 휠의 외주면에서 돌출되어 상기 휠과 함께 회전하는 펀칭 돌기(punching protrusion)을 구비한 로터리 펀치(rotary punch); 및 상기 휠을 상기 원단의 진행 방향에 순행하여 선택적으로 회전 및 회전정지시키는 모터;를 구비하고,
상기 원단의 불량 부분이 상기 앤빌 롤러에 지지되는 순간에 상기 펀칭 돌기의 말단의 속도가 상기 원단의 진행 속도와 같은 속도가 되도록 상기 휠이 회전하면서 상기 펀칭 돌기가 상기 원단의 불량 부분에 펀칭 홀(punching hole)을 형성한 후에, 계속 회전하여 상기 펀칭 돌기가 상기 원단에 접촉되지 않도록 상기 펀칭 돌기는 상기 앤빌 롤러의 회전 중심과 상기 휠의 회전 중심을 연결하는 가상의 직선에서 벗어나 있는 상태에서 회전을 정지하고,
상기 원단의 불량 부분이 아닌 양품 부분이 상기 앤빌 롤러에 지지되는 순간에는 상기 휠이 회전하지 않고, 상기 펀칭 돌기가 상기 원단에 접촉되지 않도록 상기 펀칭 돌기는 상기 앤빌 롤러의 회전 중심과 상기 휠의 회전 중심을 연결하는 가상의 직선에서 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 펀칭 돌기는 복수 개 구비되고,
상기 복수의 펀칭 돌기는 상기 휠의 회전 중심에 대해 등각도 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 펀칭 돌기가 상기 원단의 불량 부분에 펀칭 홀을 형성할 때 상기 펀칭 돌기의 말단으로 고압의 공기가 토출되는 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 펀칭 돌기의 말단은 볼록하게 곡선 궤도를 따라 돌출된 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 원단의 종류, 앤빌 롤러의 종류, 및 로터리 펀치의 종류에 따라 상기 앤빌 롤러의 회전 중심과 상기 휠의 회전 중심 사이의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 앤빌 롤러와 상기 로터리 펀치가 별개의 전동 모터의 동력에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 로터리 펀치가 상기 앤빌 롤러의 위 또는 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.
제1 항에 있어서,
상기 원단은, 전극 집전체와, 상기 전극 집전체에 적층되고 경화된 전극재를 구비한 이차전지 전극의 원단인 것을 특징으로 하는 원단의 불량 부분 표시 장치.