KR102559585B1 - 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법 - Google Patents

Abstract

라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법을 개시한다.
일 실시예에 따른 라미네이팅 장치는 제1시트를 공급하는 제1시트 공급유닛; 상기 제1시트 공급유닛에 의해 이송하는 상기 제1시트 상에 적층물로써 제2시트 조각을 순차적으로 공급하는 적층물 공급유닛; 상기 제1시트에 공급되는 상기 적층물을 상기 제1시트에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 유닛;을 포함하고, 상기 적층물 공급유닛은, 상기 제2시트로부터 적층물을 절단하는 절단기; 상기 절단기 쪽으로 상기 제2시트를 이송시키는 이송롤러;를 포함하고, 상기 절단기와 이송롤러는 상기 제2시트의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 진퇴 가능하게 마련될 수 있다.

Description

라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법{laminating device and laminating method}

라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이송하는 시트에 라미네이팅 되는 적층물 중 불량 적층물을 확인하여 제거하는 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법에 관한 것이다.

이차전지는 반복적인 충방전으로 재사용이 가능한 이점을 구비하여 모바일기기나 전기자동차의 에너지원으로 사용되는 등 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술분야에 적용되고 있다.

이러한 이차전지는 전극조립체와, 전극조립체를 수용하는 케이스를 구비한다.

전극조립체는 전극셀을 통해 구성되고, 전극셀은 전극이 분리막을 사이에 두고 적층되는 구조를 갖는다. 전극은 제1전극과 제2전극으로 구분되고, 제1전극과 제2전극은 하나가 양극을 형성하고 다른 하나가 음극을 형성할 수 있다.

전극조립체를 구성하기 위해 분리막을 사이에 두고 적층되는 양극과 음극의 숫자는 이차전지의 타입이나, 요구되는 용량 또는 용도에 따라 달라질 수 있다.

따라서 이차전지의 제조과정에서는 제1전극과 제2전극이 분리막을 사이에 두고 교대로 적층되는 전극셀을 제조하고, 이러한 전극셀은 제조하고자 하는 이차전지에서 요구되는 사항에 알맞은 숫자로 적층되어 전극조립체를 형성하게 된다.

통상 전극셀은 제조효율을 높일 수 있도록 이송중인 분리막시트에 전극시트로부터 절단되는 전극들을 차례로 라미네이팅 하고, 전극이 라미네이팅 된 상태의 분리막시트를 절단공정을 통해 절단하여 마련되는 경우가 많다.

여기서 전극시트는 코일 형태를 이루도록 롤에 감긴 상태에서 풀리면서 전극을 절단해 내기 위한 절단기 쪽으로 공급될 수 되는데, 롤은 여분을 두도록 한 쌍으로 마련될 수 있다. 이에 따라 한 쪽 롤에 장착된 전극시트는 소진될 무렵 다른 쪽 롤에 장착된 전극시트와 연결됨에 따라 전극시트의 연속적인 공급이 가능하도록 할 수 있다.

한편 사용 중인 전극시트와 사용 대기 상태의 전극시트를 연결할 경우, 양쪽 전극시트 사이에는 이음매가 형성되는데, 이음매를 구비하는 전극의 경우 온전한 전극으로 이용할 수가 없어서 불량으로 취급된다.

또 라미네이팅 과정에서는 이음매 불량 외에도 노칭 불량이나 외면 손상과 같은 다양한 불량의 전극이 발생할 수 있으며, 이러한 전극 불량품은 양품과 구분되어 제거되어야 한다.

이때 불량 전극이 다른 전극이나 분리막시트 등과 결합된 상태에서는 불량 전극을 찾아내기가 어렵게 됨은 물론, 양품의 전극이나 분리막 등 불량 전극에 결합된 양품의 다른 구성들이 불량 전극과 함께 폐기되면서 재료의 손실이 과도해 질 수 있다.

따라서 전극의 라미네이팅 과정에서 전극 불량품을 선별하고 배출할 때는 재료의 손실을 줄이기 위해 많은 주의가 요구되며, 이것은 라미네이팅 공정의 효율이 저하되도록 하는 요인으로 작용할 수 있다.

이와 같은 문제점이 이차전지의 제조과정에만 한정하여 발생하는 것은 아니다. 즉 이차전지의 제조과정이 아니더라도, 이송하는 시트에 적층물들을 절단하여 일정 간격 이격되도록 라미네이팅하는 공정이라면, 불량 적층물을 확인하여 제거하는 과정에서 이러한 우려는 동일하게 고려될 수 있다.

WO2018-021263(2018.02.01 공개)

어느 하나의 시트로부터 절단되는 다수의 조각을 적층물로써 이송하는 다른 시트 상에 공급하여 라미네이팅시키는 공정에서 재료의 손실을 줄이면서 불량 적층물을 효과적으로 배출할 수 있는 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법을 제공하고자 한다.

또한 어느 하나의 시트로부터 절단되는 다수의 조각을 적층물로써 이송하는 다른 시트 상에 공급하여 라미네이팅시키는 공정에서 공정효율이 저하되는 것을 억제하면서 불량 적층물을 효과적으로 배출할 수 있는 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법을 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 라미네이팅 장치는 제1시트를 공급하는 제1시트 공급유닛; 상기 제1시트 공급유닛에 의해 이송하는 상기 제1시트 상에 적층물로써 제2시트 조각을 순차적으로 공급하는 적층물 공급유닛; 상기 제1시트에 공급되는 상기 적층물을 상기 제1시트에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 유닛;을 포함하고, 상기 적층물 공급유닛은, 상기 제2시트로부터 적층물을 절단하는 절단기; 상기 절단기 쪽으로 상기 제2시트를 이송시키는 이송롤러;를 포함하고, 상기 절단기와 이송롤러는 상기 제2시트의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 진퇴 가능하게 마련될 수 있다.

상기 절단기와 이송롤러는 한 몸을 이루고, 한 몸을 이루는 상기 절단기와 이송롤러를 일체로 진퇴 동작시키는 진퇴구동기;를 더 포함할 수 있다.

상기 적층물 공급유닛은, 상기 제2시트를 상기 이송롤러로 공급하는 언와인더;를 더 포함하고, 상기 언와인더와 이송롤러 사이의 상기 제2시트의 장력을 조절하는 장력조절유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기 제1시트는 이차전지의 분리막을 형성하기 위한 분리막시트;를 포함하고, 상기 적층물과 제2시트는 각각 상기 이차전지의 전극과 상기 전극을 형성하기 위한 전극시트를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 라미네이팅 방법은 상기 라미네이팅 장치를 이용하여 상기 적층물을 상기 제1시트에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 방법에 관한 것으로, 상기 적층물 중 불량 적층물을 제거하는 것;을 포함하고, 상기 불량 적층물을 제거하는 것은, 상기 절단되기 전 상태의 상기 제2시트 상에서 불량부위를 확인하고; 상기 확인된 불량부위가 상기 절단기에 인접할 때까지 제1시트 공급유닛과 상기 적층물 공급유닛을 구동하고; 상기 불량부위가 상기 절단기에 근접하면, 상기 제1시트 공급유닛과 적층물 공급유닛의 구동을 정지하고, 상기 이송롤러와 상기 절단기를 상기 제2시트의 이송경로의 역방향으로 후진시키고; 상기 절단기와 이송롤러가 후진하면, 상기 불량부위를 포함하는 불량 적층물이 상기 제2시트로부터 절단되어 상기 절단기와 이송롤러가 전진시 위치하였던 이송경로 하부로 배출되도록 상기 이송롤러와 절단기의 구동을 재개하고; 상기 불량 적층물이 상기 이송경로 하부로 배출되면, 상기 절단기와 이송롤러를 상기 제2시트의 이송경로의 정방향으로 복귀하도록 전진시키는 것;을 포함할 수 있다.

상기 적층물 공급유닛은, 상기 제2시트를 상기 이송롤러로 공급하는 언와인더;를 더 포함하고, 상기 라미네이팅 장치는, 상기 언와인더와 이송롤러 사이의 상기 제2시트의 장력을 조절하는 장력조절유닛;을 더 포함하고, 상기 절단기와 이송롤러가 후진한 후 그 구동을 재개하기 전에 상기 언와인더와 이송롤러 사이의 상기 제2시트의 장력이 증대되도록 상기 언와인더를 상기 제2시트를 와인딩 하도록 역회전시키면서 상기 장력조절유닛을 구동하는 것;을 더 포함할 수 있다.

상기 적층물 공급유닛은, 상기 제2시트를 상기 이송롤러로 공급하는 언와인더;를 더 포함하고, 상기 언와인더는, 사용 상태의 상기 제2시트가 와인딩 되는 제1언와인더; 상기 제1언와인더의 제2시트의 소진시를 대비하여 여분의 상기 제2시트가 와인딩 되는 제2언와인더;를 포함하고, 상기 불량부위는, 상기 제1언와인더의 제2시트의 말단과 상기 제2언와인더 상의 제2시트의 선단 사이를 연결하는 이음매;를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의한 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법에 의하면, 어느 하나의 시트로부터 절단되는 다수의 조각을 적층물로써 이송하는 다른 시트에 라미네이팅시키는 공정에서 재료의 손실을 줄이면서 불량 적층물을 효과적으로 배출할 수 있다.

또 일 실시예에 의한 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법에 의하면, 어느 하나의 시트로부터 절단되는 다수의 조각을 적층물로써 이송하는 다른 시트에 라미네이팅시키는 공정에서 공정효율이 저하되는 것을 억제하면서 불량 적층물을 효과적으로 배출할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법을 통해 적층물이 제1시트가 라미네이팅 된 상태를 도시한 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 라미네이팅 장치의 요부를 도시한 것으로, 제2시트의 이음매의 위치를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 상태에서 이음매가 절단기에 근접하도록 위치된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 상태에서 진퇴유닛이 후진한 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 상태에서 이음매를 포함하는 불량 적층물이 수거함으로 수거된 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6의 상태에서 진퇴유닛이 본래의 위치로 복귀하도록 전진한 상태를 나타낸 것이다.
도 8은 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치를 통해 제1시트에 적층물이 라미네이팅 된 상태를 도시한 평면도로, 도 7의 상태에서 라미네이팅 장치의 구동이 재개된 이후의 구조를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1에는 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법을 통해 적층물이 제1시트에 라미네이팅 된 상태를 도시한 평면도가 도시되고, 도 2에는 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치의 전반적인 구성이 도시된다.

라미네이팅 장치(100)는 이송하는 제1시트(1)에 제2시트(2)로부터 절단되는 조각들을 적층물(3)로써 라미네이팅 하는 공정을 수행할 수 있다.

적층물(3)은 제1시트(1)의 이송과정에서 제1시트(1)의 상면으로 공급되어 제1시트(1) 상에 적층된 상태에서 제1시트(1)에 라미네이팅 될 수 있다.

적층물(3)이 라미네이팅 된 제1시트(1)는 적층물(3)과 함께 하나의 완제품 또는 중간제품을 형성할 수 있다.

제1시트(1)는 원단(미도시)을 포함하고, 적층물(3)은 원단의 장식이나 보호를 위해 원단에 적층되어 라미네이팅 되는 장식필름(미도시)이나 보호필름(미도시)을 포함할 수 있다.

또 제1시트(1)는 이차전지의 전극셀의 분리막을 형성하는 분리막시트(1a)를 포함하고, 적층물(3)은 상기 전극셀의 전극(3a)을 포함할 수 있다. 그리고 제2시트(2)는 상기 전극(3a)을 형성하기 위한 전극시트(2a)를 포함할 수 있다. 전극(3a)은 제1전극 또는 제2전극이 될 수 있다.

다수의 전극(3a)이 라미네이팅 된 분리막시트(1a)는 절단공정을 거쳐 다수의 전극셀을 형성하고, 전극셀은 이차전지의 전극조립체를 구성할 수 있다.

참고로 이차전지는 전극조립체와, 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하여 구성될 수 있다. 전극조립체는 전극셀을 통해 구성되고, 전극셀은 전극(3a)이 분리막을 사이에 두고 적층되는 구조를 구비할 수 있다. 전극(3a)은 제1전극과 제2전극으로 구분되고, 제1전극과 제2전극은 하나가 양극을 형성하고 다른 하나가 음극을 형성할 수 있다.

전극셀은 제조하고자 하는 이차전지에서 요구되는 사항에 알맞은 숫자로 적층되어 전극조립체를 형성하고, 전극조립체를 구성하기 위해 분리막을 사이에 두고 적층되는 양극과 음극의 숫자는 이차전지의 타입이나, 요구되는 용량 또는 용도에 따라 달라질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 라미네이팅 장치(100)는 제1시트(1)를 공급하는 제1시트 공급유닛(10)과, 제1시트 공급유닛(10)에 의해 이송하는 제1시트(1) 상에 적층물(3)로써 제2시트(2) 조각을 순차적으로 공급하는 적층물 공급유닛(20)과, 제1시트(1)에 공급되는 적층물(3)을 제1시트(1)에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 유닛(30)을 구비한다.

제1시트 공급유닛(10)과 적층물 공급유닛(20)은 각각 이송롤러(11,21)와, 해당 시트(1,2)를 이송롤러(11,21)로 공급하는 언와인더(12,22)를 구비할 수 있다.

이송롤러(11,21)는 한 쌍의 롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 한 쌍의 롤러는 도시되지 않은 회전구동기에 의해 회전하는 구동롤러와, 구동롤러에 의해 회전하는 종동롤러로 구분될 수 있다.

종동롤러는 구동롤러와의 사이에 해당 시트(1,2)가 개재된 상태에서 회전구동기(미도시)에 의해 회전하는 구동롤러의 회전력과, 해당 시트(1,2)의 이송에 따른 마찰력에 의해 회전하면서 구동롤러와 함께 해당 시트(1,2)의 이송을 안내할 수 있다.

시트(1,2)는 롤을 통해 구성되는 언와인더(12,22)에 코일 형태를 이루도록 장착되어 언와인더(12,22)의 정회전에 의해 풀어지면서 이송롤러(11,21) 쪽으로 공급될 수 있다.

시트(1,2)의 이송경로는 장치 주변의 환경을 고려하여 다양하게 형성될 수 있으며, 이송롤러(11,21)와 언와인더(12,22) 사이에는 해당 시트(1,2)의 이송경로에 대응하여 이송중인 해당 시트(1,2)를 지지하도록 배치되는 적어도 하나의 가이드롤(40)이 마련될 수 있다.

적층물 공급유닛(20)은 제2시트(2)의 장력조절을 위한 것으로, 언와인더(22)와 이송롤러(21) 사이에 마련되는 장력조절유닛(23)을 구비할 수 있다.

장력조절유닛(23)은 제2시트(2)의 장력을 조절하는 댄스롤(23a)과, 댄스롤(23a)을 동작시키는 서보(23b)와, 제2시트(2)의 장력을 감지하는 로드셀(23c)을 포함할 수 있다.

장력조절유닛(23)은 로드셀(23c)에 걸리는 하중을 통해 제2시트(2)의 장력을 감지하고, 이에 따라 서보(23b)에 의한 댄스롤(23a)의 동작방향에 의해 제2시트(2)의 장력을 증대 또는 감소시키는 형태로 조절할 수 있다. 장력조절유닛(23)과 관련하여 미설명 부호 23d 는 댄스롤(23a)에 일방향으로 일정 크기의 힘을 가하기 위한 추를 가리킨다.

적층물 공급유닛(20)의 언와인더(22)는 사용 상태의 제2시트(2)가 와인딩 되는 제1언와인더(22a)와, 제1언와인더(22a)에 장착된 제2시트(2)의 소진시를 대비하여 여분의 제2시트(2)가 와인딩 되는 제2언와인더(22b)를 포함할 수 있다.

따라서 한 쪽 언와인더(22a)에 장착된 제2시트(2)는 소진될 무렵 다른 쪽 언와인더(22b)에 장착된 제2시트(2)와 연결될 수 있고, 이에 따라 제2시트(2)는 공정 라인 상으로 연속적인 공급이 가능할 수 있다.

양쪽의 제2시트(2)는 연결시 사용중인 제2시트(2)의 말단에 대기 상태에 있는 제2시트(2)의 선단이 연결되고, 이때 양쪽 제2시트(2) 사이에는 이음매(4a)가 형성될 수 있다. 이음매(4a)는 후술하게 될 불량부위(4)에 포함될 수 있다.

제2언와인더(22b)는 장착된 제2시트(2)가 사용 상태로 전환됨에 따라 제1언와인더(22a)가 되고, 제1언와인더(22a)는 새로운 제2시트(2)가 대기 용도로 장착될 경우 제2언와인더(22b)를 형성할 수 있다. 즉 제1언와인더(22a)와 제2언와인더(22b)는 상대적인 개념으로 장착된 제2시트(2)의 상태에 따라 바뀔 수 있다.

적층물 공급유닛(20)의 이송롤러(21)는 제2시트(2)의 이송경로를 따라 상호 이격되게 배치되는 한 쌍으로 마련되고, 한 쌍의 이송롤러(21)는 제1이송롤러(21a)와 제2이송롤러(21b)로 구분될 수 있다. 제1이송롤러(21a)와 제2이송롤러(21b) 사이에는 후술하게 될 절단기(24)가 마련될 수 있다.

적층물 공급유닛(20)은 적층물(3)을 형성하도록 제2시트(2)를 절단하는 절단기(24)를 포함할 수 있다.

절단기(24)는 상도(24a)와 하도(24b)를 구비하고, 상도(24a)와 하도(24b)는 그 사이를 통과하는 제2시트(2)를 순차적으로 절단하도록 마련될 수 있다.

절단기(24)는 상도(24a)와 하도(24b)를 이용하여 이송중인 제2시트(2)를 연속적으로 절단해 낼 수 있도록 상도(24a)와 하도(24b)를 구동하는 구동기(미도시)를 더 구비할 수 있다.

제1이송롤러(21a)와 제2이송롤러(21b)는 절단기(24)를 기준으로 제2시트(2) 이송방향의 상류와 하류 쪽에 각각 배치될 수 있다.

제1이송롤러(21a)는 절단되기 직전, 절단 대기 상태에 있는 제2시트(2)의 구간을 지지하여 이송하도록 마련될 수 있다.

제2이송롤러(21b)는 절단시점에 있는 적층물(3)이나, 절단 직후의 적층물(3)을 지지하여 이송하도록 마련될 수 있다.

절단기(24)가 적층물(3)을 보다 정확하게 절단할 수 있도록 제1이송롤러(21a)와 제2이송롤러(21b)는 절단시점에 있는 적층물(3) 양측을 함께 지지하여 이송시킬 수 있다.

절단되는 적층물(3)들 사이의 간격을 벌려 줄 수 있도록 제2이송롤러(21b)는 제1이송롤러(21a)와 다른 속도를 회전할 수 있다.

이송롤러(21)와 절단기(24)는 후술하게 될 불량 적층물(3′) 제거 과정에서 작업의 편리성을 고려하여 상호 한 몸을 이루고, 한 몸을 이루는 이송롤(21)과 절단기(24)는 제2시트(2)의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 진퇴 가능하게 마련될 수 있다. 이송롤(21)과 절단기(24)는 연결프레임(25a)을 통해 한 몸을 이루어 진퇴유닛(25)을 형성할 수 있다.

라미네이팅 장치(100)는 진퇴구동기(26)를 구비하여 진퇴유닛(25)의 진퇴동작을 수행할 수 있다. 진퇴구동기(26)는 진퇴유닛(25)을 제2시트(2)의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 슬라이딩 시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 방식과 형태의 것을 포함할 수 있다. 일례로 진퇴구동기(26)는 유압 또는 공압의 실린더를 통해 구성될 수 있다.

진퇴구동기(26)에 의한 진퇴유닛(25)의 진퇴동작이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 진퇴유닛(25)의 저부에는 베이스플레이트(27)가 설치되고, 진퇴유닛(25)은 제2시트(2)의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 슬라이딩 하도록 베이스플레이트(27)에 장착될 수 있다. 진퇴구동기(26)는 진퇴유닛(25)의 저부 일측에 위치하도록 베이스플레이트(27)에 설치될 수 있다.

진퇴구동기(26) 타측으로 베이스플레이트(27)에는 공정라인 상에서 배출되는 불량 적층물(3′)이 수거되는 수거함(28)이 마련될 수 있다. 불량 적층물(3′)의 제거 과정에 대해서는 후술하기로 한다.

적층물 공급유닛(20)은 제2시트(2)로부터 절단된 적층물(3)을 이송 중인 제1시트(1)에 순차적으로 공급하는 컨베이어(29)를 포함할 수 있다.

컨베이어(29)는 제2이송롤러(21b)와 가이드롤(40) 사이에 배치되어 제2시트(2)로부터 절단되는 적층물(3)이 이송 중인 제1시트(1) 상에 차례로 배치되도록 할 수 있다.

라미네이팅 장치(100)가 절단기(24)를 통해 절단된 적층물(3)이 제1시트(1) 상에 바로 적층되도록 구성될 경우, 컨베이어(29)나 제2이송롤러(21b)는 삭제가 가능할 수 있다.

라미네이팅 유닛(30)은 한 쌍의 라미네이팅 롤러(31,32)를 포함할 수 있다. 라미네이팅 롤러(31,32)는 소정의 온도와 압력 조건에서 복수의 적층물(3)이 적층된 상태로 이송하는 제1시트(1)를 가압하여 통과시킴으로써, 적층물(3)들을 제1시트(1) 고착된 상태로 고정시킬 수 있다.

라미네이팅 장치(100)는 도시되지 않은 제어부를 더 구비하고, 제어부(미도시)는 전술한 제1시트 공급유닛(10)과 적층물 공급유닛(20)과 라미네이팅 유닛(30)의 동작을 제어하여 이송하는 제1시트(1) 상에 적층물(3)을 라미네이팅 시키는 공정이 연속적으로 수행되도록 할 수 있다.

라미네이팅 장치(10)의 정상 구동시 제1시트 공급유닛(10)은 제1시트(1)를 일방향으로 공급하여 이송시키고, 적층물 공급유닛(20)은 제2시트(2)로부터 순차적으로 절단되는 적층물(3)을 이송하는 제1시트(1) 상에 일정간격 이격되도록 차례로 적층시킬 수 있다.

이때 언와인더(22)는 정회전하여 권취된 제2시트(2)가 풀어지도록 하고, 언와인더(22)에서 풀어진 제2시트(2)는 이송롤러(21)에 의해 장력조절유닛(23)을 거쳐 절단기(24) 쪽으로 이송될 수 있다. 계속해서 제2시트(2)는 절단기(24)를 거치면서 순차적으로 절단되어 적층물(3)을 형성하고, 절단기(24)를 통해 절단된 적층물(3)들은 컨베이어(29)를 통해 이송하는 제1시트(1) 상에 일정 간격을 이루도록 차례로 적층될 수 있다.

계속해서 적층물(3)이 적층된 제1시트(1)는 라미네이팅 유닛(30)을 통과하고, 이에 따라 적층물(3)은 제1시트(1) 상에 고착된 상태를 유지하도록 라미네이팅 될 수 있다.

라미네이팅 과정에서 사용 상태에 있는 한 쪽 언와인더(22a)에 장착된 제2시트(2)는 소진될 무렵에는 다른 쪽 언와인더(22b)에 여분으로 장착되는 제2시트(2)와 연결하여 사용할 수 있다. 따라서 제2시트(2)는 공급의 중단이 없이 연속적으로 공정에 투입될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이때 양쪽의 제2시트(2)는 사용중인 제2시트(2)의 말단에 대기 상태에 있는 제2시트(2)의 선단을 연결하게 되는데, 이때 양쪽 시트(2) 사이에는 이음매(4a)가 형성될 수 있다. 이음매(4a)는 테이프와 같은 연결수단(5)을 통해 연결될 수 있다.

한편, 이음매(4a)를 구비하는 적층물의 경우 온전한 적층물로 이용할 수 없게 되어 불량으로 취급될 수 있다. 또 라미네이팅 과정에서 제2시트(2) 상에는 이음매(4a) 이외에도 다른 불량부위(4)가 다양하게 형성될 수 있다.

전극시트(2a)의 경우, 불량부위(4)는 이음매(4a) 이외에 노칭 불량이나 스크레치와 같은 흠을 더 포함할 수 있다.

이러한 불량부위(4)를 포함하는 불량 적층물(3′)은 양품과 구분되어 제거되어야 하는데, 일 실시예에 따른 라미네이팅 장치(100) 및 라미네이팅 방법에 의하면, 정상적인 라미네이팅 공정 도중에 불량 적층물(3′)을 신속하고 정확하게 제거할 수 있다.

불량 적층물(3′)을 제거할 때는 먼저 절단되기 전 상태의 제2시트(2) 상에서 불량부위(4)를 확인할 수 있다. 불량부위(4)는 작업자가 육안을 이용하여 확인하거나, 별도의 불량부위 감지센서(미도시)를 이용하여 확인될 수 있다.

불량부위(4)가 확인되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 확인된 불량부위(4)가 절단기(24)에 인접할 때까지 제1시트 공급유닛(10)과 적층물 공급유닛(20)을 구동할 수 있다.

이때 제2시트(2)에 있어서 불량부위(4) 앞쪽까지는 절단기(24)에 의해 정상적으로 절단된 상태에서 이송롤러(21)를 통해 컨베이어(29)로 공급될 수 있다.

불량부위(4)가 절단기에 근접하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1시트 공급유닛(10)과 적층물 공급유닛(20)의 구동을 정지하고, 이송롤러(21)와 절단기(24)를 포함하는 진퇴유닛(25)을 제2시트(2)의 이송경로의 역방향으로 후진시킬 수 있다.

이때, 진퇴유닛(25)은 제2시트(2)가 이송롤러(21)에 지지된 상태에서 후진을 하게 되므로, 언와인더(22)와 이송롤러(21) 사이의 제2시트(2)는 진퇴유닛(25)의 후진시 장력이 저하될 우려가 있다. 따라서 절단기(24)와 이송롤러(21)의 구동이 정지된 상태에서 진퇴유닛(25)이 후진하면, 언와인더(22)와 이송롤러(21) 사이의 제2시트(2)의 장력이 증대되도록 언와인더(22)를 제2시트(2)를 와인딩 하도록 역회전시키면서 장력조절유닛(23)을 구동시킬 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이 상태에서는 불량부위(4)를 포함하는 불량 적층물(3′)이 제2시트(2)로부터 절단되어 진퇴유닛(25)이 전진시 위치하였던 이송경로 하부로 배출되도록 이송롤러(21)와 절단기(24)의 구동을 재개할 수 있다. 이에 따라 불량 적층물(3′)은 수거함(28)으로 낙하되어 수거될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 불량 적층물(3)이 제2시트(2)의 이송경로 하부로 배출되면, 절단기(24)와 이송롤러(21)를 제2시트(2)의 이송경로의 정방향으로 복귀하도록 전진시킬 수 있다.

이때 언와인더(22)는 제2시트(2)의 공급이 재개되도록 정회전하고, 장력조절유닛(23)은 언와인더(22)와 이송롤러(21) 사이의 제2시트(2)의 장력이 저감되도록 구동될 수 있다.

이에 따라 라미네이팅 장치(100)는 다시 정상적인 구동 상태로 전환되고, 이 상태에서는 제1시트 공급유닛(10)과 적층물 공급유닛(20)의 구동이 재개됨에 따라 불량부위(4)가 제거된 제2시트(2)로부터 새롭게 절단되는 적층물(3)이 다시 컨베이어(29)를 통해 이송하는 제1시트(1) 상으로 공급되어 라미네이팅 될 수 있다.

이와 같이 정상적인 라미네이팅 공정 중간에 불량 적층물(3′)을 제거하는 과정을 보면, 불량 적층물(3′)은 제1시트(1)에 공급되기 전 상태의 공정 초기에 제2시트(2)로부터 절단되어 제거될 수 있다.

따라서 일 실시예에 의한 라미네이팅 장치와 라미네이팅 방법에 따르면, 불량 적층물(3′)을 공정초기에 신속하게 제거할 수 있게 됨은 물론, 불량 적층물(3′)의 제거시 불량부위(4)를 포함하는 제2시트(2)의 극히 일부만이 손실되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

또 이때는 불량 적층물(3′)의 배출 시점 전후로 이루어지는 진퇴유닛(25)의 후진과 전진 동작에 의해 불량 적층물(3′)이 제거되기 직전의 적층물(3)의 공급위치와 불량 적층물(3′)이 제거된 직후 재개되는 적층물(3)의 공급위치 사이의 간격을 정해진 적층물(3) 사이의 간격과 일치시킬 수 있다.

따라서 도 8에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 의한 라미네이팅 장치와 라미네이팅 방법에 따르면, 불량 적층물(3′)의 제거와 상관없이 제1시트(1)에 적층되는 적층물(3)의 간격을 일정하게 유지할 수 있게 되므로, 라미네이팅 공정의 연속성을 보다 효과적으로 보장할 수 있다.

참고로, 도 8에는 불량 적층물(3′)이 제거되기 전에 제1시트(1)로 공급되는 적층물(3)과, 불량 적층물(3′)이 제거된 이후 공급되는 적층물(3)을 시각적으로 구분이 가능하도록 도시하고 있다.

1: 제1시트 2: 제2시트
3: 적층물 3′: 불량 적층물
4a: 이음매 4: 불량부위
10: 제1시트 공급유닛 20: 적층물 공급유닛
21: 이송롤러 22: 언와인더
23: 장력조절유닛 24: 절단기
25: 진퇴유닛 26: 진퇴구동기
27: 베이스플레이트 28: 수거함
100: 라미네이팅 장치

Claims (5)

1. 제1시트를 공급하는 제1시트 공급유닛;
   상기 제1시트 공급유닛에 의해 이송하는 상기 제1시트 상에 적층물로써 제2시트 조각을 순차적으로 공급하는 적층물 공급유닛;
   상기 제1시트에 공급되는 상기 적층물을 상기 제1시트에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 유닛;을 포함하고,
   상기 적층물 공급유닛은,
   상기 제2시트로부터 적층물을 절단하는 절단기;
   상기 절단기 쪽으로 상기 제2시트를 이송시키는 이송롤러;를 포함하고,
   상기 이송롤러는,
   상기 절단기에 의해 절단되기 전의 대기 상태에 있는 상기 제2시트의 구간을 지지하여 이송시키는 제1이송롤러;
   상기 절단기에 의해 절단되는 시점의 상기 적층물이나, 절단 직후의 상기 적층물을 지지하여 이송시키는 제2이송롤러;를 포함하고,
   상기 절단기는 상기 제1이송롤러와 제2이송롤러 사이에 배치되며,
   상기 절단기와 상기 제1이송롤러 및 제2이송롤러는 한 몸을 이루고,
   한 몸을 이루는 상기 절단기와 제1이송롤러 및 제2이송롤러를 상기 제2시트의 이송경로를 따라 정방향과 역방향으로 일체로 진퇴 동작시키는 진퇴구동기;를 더 포함하는 라미네이팅 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 적층물 공급유닛은,
   상기 제2시트를 상기 이송롤러로 공급하는 언와인더;를 더 포함하고,
   상기 언와인더와 이송롤러 사이의 상기 제2시트의 장력을 조절하는 장력조절유닛;을 더 포함하는 라미네이팅 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1시트는 이차전지의 분리막을 형성하기 위한 분리막시트;를 포함하고,
   상기 적층물과 제2시트는 각각 상기 이차전지의 전극과 상기 전극을 형성하기 위한 전극시트를 포함하는 라미네이팅 장치.
5. 제1항에 따른 상기 라미네이팅 장치를 이용하여 상기 적층물을 상기 제1시트에 라미네이팅 시키는 라미네이팅 방법에 있어서,
   상기 적층물 중 불량 적층물을 제거하는 것;을 포함하고,
   상기 불량 적층물을 제거하는 것은,
   상기 절단되기 전 상태의 상기 제2시트 상에서 불량부위를 확인하고;
   상기 확인된 불량부위가 상기 절단기에 인접할 때까지 제1시트 공급유닛과 상기 적층물 공급유닛을 구동하고;
   상기 불량부위가 상기 절단기에 근접하면, 상기 제1시트 공급유닛과 적층물 공급유닛의 구동을 정지하고, 상기 이송롤러와 상기 절단기를 상기 제2시트의 이송경로의 역방향으로 후진시키고;
   상기 절단기와 이송롤러가 후진하면, 상기 불량부위를 포함하는 불량 적층물이 상기 제2시트로부터 절단되어 상기 절단기와 이송롤러가 전진시 위치하였던 이송경로 하부로 배출되도록 상기 이송롤러와 절단기의 구동을 재개하고;
   상기 불량 적층물이 상기 이송경로 하부로 배출되면, 상기 절단기와 이송롤러를 상기 제2시트의 이송경로의 정방향으로 복귀하도록 전진시키는 것;을 포함하는 라미네이팅 방법.

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