KR102594981B1 - 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치 - Google Patents

이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이차전지의 전극 제조에 이미 사용되고 있는 기존 원단이 감긴 기존 원단용 터렛롤 및 상기 기존 원단의 소진이 임박하였을 때 상기 기존 원단과 연결될 신규 원단이 감긴 신규 원단용 터렛롤을 포함하는 터렛; 상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단의 단부를 상기 터렛의 전방 및 상기 기존 원단의 하부에 위치하는 견인 종료 위치까지 자동으로 견인하는 신규 원단 자동 견인 장치; 및 연결 접착테이프를 접착면이 외측을 향하도록 흡착하고 있는 흡착롤을 포함하고, 상기 신규 원단의 단부가 상기 견인 종료 위치까지 견인된 상태에서 상기 기존 원단과 신규 원단을 맞접시켜 두 원단을 모두 절단한 후 절단된 기존 원단의 뒷단과 신규 원단의 앞단을 상기 연결 접착테이프로 접착하여 연결하도록 마련된 원단 연결 장치;를 포함하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치를 제공한다. 상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단에서는 접착력이 없는 플랩을 구비한 마감 접착테이프가 상기 신규 원단의 단부 및 이 단부에 이웃하는 신규 원단의 부위인 단부 이웃 부위에 접착되어 있다. 그리고 상기 신규 원단 자동 견인 장치는 상기 플랩과 상기 단부 이웃 부위 사이로 에어를 불어넣어 상기 플랩을 들뜨게 한 후 들뜬 플랩을 파지하여 상기 견인 종료 위치까지 전진하도록 마련된다.

Description

이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치{UNWINDING APPARUTUS FOR BEING USED IN MANUFACTURING ELECTRODE OF SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지의 전극을 제조하기 위한 각종 공정에 사용될 수 있는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소진이 임박한 기존 원단과 새로 사용할 신규 원단 간 연결을 자동으로 신속하게 연결할 수 있는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치에 관한 것이다.
이차전지는 충전이 가능한 전지로서, 핸드폰, 노트북, 캠코더, 자동차 등과 같은 다양한 기기의 배터리로 사용되고 있다. 그리고 이차전지는 미리 제조된 전극(양극, 음극)과 분리막을 교대로 적층시킨 구조, 예컨대, 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 등의 적층 구조를 갖는다.
위와 같은 이차전지의 전극(양극, 음극)을 제조하기 위한 공정은 일반적으로 코팅 공정, 롤 프레스 공정, 슬리팅 공정, 노칭 공정 및 건조 공정을 포함한다.
코팅 공정에서는 집전체(음극의 경우 주로 동박, 양극의 경우 주로 알루미늄박), 즉, 코팅용 원단의 일 표면 또는 양 표면에 활물질이 코팅되고, 롤 프레스 공정에서는 이와 같이 집전체의 표면에 활물질이 코팅된 원단, 즉, 롤 프레스용 원단이 한 쌍의 프레스 롤 사이를 통과하면서 압축된다.
롤 프레스 공정이 이루어지고 나면 집전체의 표면에 복수 열의 활물질층이 평행하게 배열된 원단, 즉, 슬리팅용 원단이 형성되는데, 상기 슬리팅 공정에서는 슬리팅용 원단의 무지부와 활물질층의 경계가 절단된다. 여기서, 무지부는 활물질층의 각 열 사이에서 외부로 노출된 집전체의 부위이다.
슬리팅 공정이 이루어면, 한 열의 활물질층 및 한 열의 무지부를 갖는 원단, 즉, 노칭용 원단이 여러 개 획득된다. 그리고 노칭 공정에서는 각 노칭용 원단의 무지부에 전극 탭들이 일정한 간격으로 형성된다.
노칭 공정이 이루어지면, 복수의 전극 탭을 갖는 한 열의 무지부 및 한 열의 활물질층을 갖는 원단, 즉, 건조용 원단이 획득되고, 건조 공정에서는 이 건조용 원단이 건조되어 활물질층으로부터 수분이 제거된다. 이러한 건조 공정은 하나의 공정에서 노칭 공정 이후에 곧바로 이루어지기도 한다.
위와 같이 이차전지의 전극(양극, 음극)을 제조할 때는 여러 공정이 이루어지는데, 이때 각 공정은 롤투롤 방식으로 이루어진다. 따라서 각 공정에서는 공정 전의 원단(코팅용 원단, 롤 프레스용 원단, 슬리팅용 원단, 노칭용 원단, 건조용 원단)을 풀기 위한 언와인딩 장치와, 공정 후의 원단을 감기 위한 와인딩 장치가 사용되고 있다. 그리고 각 공정의 언와인딩 장치에서는 먼저 사용되다가 소진이 임박한 기존 원단과 새로 사용할 신규 원단을 서로 연결하는 작업이 요구되는데, 이러한 연결 작업에는 등록특허공보 제10-2136524호(필름 연결 장치), 등록특허공보 제10-2209233호(무겹침 방식 원단 연결 장치), 등록특허공보 제10-2484659호(무기포 필름 연결 장치), 공개특허공보 제10-2023-0052226호(필름 연결 장치)에 개시된 기술의 채택을 고려할 수 있다.
등록특허 제10-2136524호(필름 연결 장치) 등록특허 제10-2209233호(무겹침 방식 원단 연결 장치) 등록특허 제10-2484659호(무기포 필름 연결 장치) 공개특허공보 제10-2023-0052226호(필름 연결 장치)
상기 등록특허공보들 및 공개특허공보에 개시된 기술에서는, 첫째, 신규 원단을 기존 원단과 연결될 수 있는 위치까지 견인하는 작업이 작업자에 의해 수동으로 이루어지고, 둘째, 신규 원단과 기존 원단을 연결하기 위한 연결테이프를 석션롤에 흡착시키는 작업 역시 작업자에 의해 수동으로 있는바, 기존 원단과 신규 원단 간 연결 작업이 자동으로 이루어질 수 없는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 종래에 작업자에 의해 수동으로 이루어졌던 위 작업들을 자동으로 신속하게 이루어질 수 있게 하는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명은, 이차전지의 전극 제조에 이미 사용되고 있는 기존 원단이 감긴 기존 원단용 터렛롤 및 상기 기존 원단의 소진이 임박하였을 때 상기 기존 원단과 연결될 신규 원단이 감긴 신규 원단용 터렛롤을 포함하는 터렛; 상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단의 단부를 상기 터렛의 전방 및 상기 기존 원단의 하부에 위치하는 견인 종료 위치까지 자동으로 견인하는 신규 원단 자동 견인 장치; 및 연결 접착테이프를 접착면이 외측을 향하도록 흡착하고 있는 흡착롤을 포함하고, 상기 신규 원단의 단부가 상기 견인 종료 위치까지 견인된 상태에서 상기 기존 원단과 신규 원단을 맞접시켜 두 원단을 모두 절단한 후 절단된 기존 원단의 뒷단과 신규 원단의 앞단을 상기 연결 접착테이프로 접착하여 연결하도록 마련된 원단 연결 장치;를 포함하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치를 제공한다. 상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단에서는 접착력이 없는 플랩을 구비한 마감 접착테이프가 상기 신규 원단의 단부 및 이 단부에 이웃하는 신규 원단의 부위인 단부 이웃 부위에 접착되어 있다. 그리고 상기 신규 원단 자동 견인 장치는 상기 플랩과 상기 단부 이웃 부위 사이로 에어를 불어넣어 상기 플랩을 들뜨게 한 후 들뜬 플랩을 파지하여 상기 견인 종료 위치까지 전진하도록 마련된다.
본 발명에 따른 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치는 연결 접착테이프 자동 공급 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는 상기 흡착롤의 길이방향(좌우방향) 일측에 위치한 연결 접착테이프 원단롤에 감긴 연결 접착테이프 원단을 상기 연결 접착테이프로 형성하면서 상기 연결 접착테이프를 접착면이 외측을 향하도록 상기 흡착롤의 흡착 영역 내에 위치시키는 과정을 자동으로 수행한다.
본 발명에 의하면, 신규 원단이 기존 원단과 연결 접착테이프로 연결될 수 있는 위치까지 자동으로 신속하게 견인될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 연결 접착테이프가 원단 연결 장치의 흡착롤로 자동으로 공급될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치를 도시한 좌측면도이다.
도 2는 도 1의 A를 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 도 1은 신규 원단 자동 견인 장치가 견인 종료 위치에 있는 상태를 도시한 것이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 연결 접착테이프를 석션롤로 자동 공급하기 위한 연결 접착테이프 자동 공급 장치의 작동 과정을 도시한 것으로서, 전방에서 후방을 바라본 모습이다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
아래에서는 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치(100)를 자세히 설명하되, 도 1에서 좌측을 후방, 우측을 전방으로 설정하고, 전방에서 후방을 바라보았을 때를 기준으로 좌우측을 설정하여 설명한다. 그리고 상기 언와인딩 장치(100)는 이차전지의 전극(양극, 음극)을 제조하기 위한 공정들(코팅 공정, 롤 프레스 공정, 슬리팅 공정, 노칭 공정, 건조 공정)에 사용될 수 있고, 위 공정들에서 사용되는 원단(코팅용 원단, 롤 프레스용 원단, 슬리팅용 원단, 노칭용 원단, 건조용 원단)을 원단(10, 20)으로 사용한다.
이러한 본 발명에 따른 언와인딩 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 터렛(110)과, 신규 원단 자동 견인 장치(200)와, 원단 연결 장치(300)를 포함한다. 또한, 언와인딩 장치(100)는 동작을 전체적으로 제어하기 위한 제어기(미도시)도 포함한다.
상기 원단 연결 장치(300)로는 공지의 원단 연결 장치들 중 본 발명에 따른 언와인딩 장치(100)의 일 구성으로 사용될 수 있는 것이라면 어느 것이라도 사용될 수 있다. 다만, 아래에서는 본 발명의 명확한 이해 및 설명의 편의를 위해 앞서 선행문헌으로 제시한 등록특허공보 제10-2484659호의 무기포 필름 연결 장치를 원단 연결 장치(300)로 예시한다. 그리고 상기 원단 연결 장치(300)의 구성 및 작동은 등록특허공보 제10-2484659호의 개시를 인용하고, 아래에서는 본 발명에 따른 언와인딩 장치(100)의 이해에 필요한 정도로만 설명한다.
상기 터렛(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 180도 간격으로 이격되어 각각 독립적으로 회전할 수 있는 기존 원단용 터렛롤(111) 및 신규 원단용 터렛롤(112)을 구비한다. 그리고 터렛(110)은 자체적으로도 회전할 수 있게 마련되는데, 이 회전이 이루어지면 위 두 터렛롤(111, 112)이 위치를 변경하게 된다.
기존 원단용 터렛롤(111)에는 이미 사용되고 있는 기존 원단(10)이 감겨 있고, 신규 원단용 터렛롤(112)에는 기존 원단(10)의 소진이 임박하였을 때 상기 기존 원단(10)과 연결될 신규 원단(20)이 감겨 있다. 그리고 신규 원단용 터렛롤(112)에 감긴 상기 신규 원단(20)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 마감 접착테이프(30)가 신규 원단(20)의 단부(22) 및 이 단부(22)에 이웃하는 신규 원단(20)의 부위인 단부 이웃 부위(24)에 접착되어 있다. 신규 원단(20)의 단부(22)는 위와 같은 마감 접착테이프(30)로 인해 풀리지 않도록 마감된다. 또한, 마감 접착테이프(30)는 접착력이 없는 플랩(32)을 구비한다.
기존 원단(10)은 소진이 임박할 때까지 계속해서 전진하는데, 기존 원단(10)의 이러한 전진이 이루어지는 동안 상기 신규 원단 자동 견인 장치(200)는 신규 원단용 터렛롤(112)에 감긴 신규 원단(20)의 단부를 미리 설정된 견인 종료 위치까지 자동으로 견인하게 된다.
이러한 신규 원단 자동 견인 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 몸체(210)와, 흡착 블록(220)과, 분사관(240)을 포함할 수 있다.
몸체(210)는 신규 원단(20)의 좌우폭보다 작은 좌우폭을 갖고, 언와인딩 장치(100)의 전체적인 틀을 이루는 프레임(미도시)에 전후진을 할 수 있도록 결합되며, 상기 제어기에 의해 제어되는 구동수단(미도시)의 작동 시 최후방 위치인 파지 위치 및 최전방 위치인 견인 종료 위치를 오가며 전후진을 한다. 상기 몸체(210)는 복수로 마련되어 좌우 방향으로 나열될 수 있도 있는데, 이 경우 복수의 몸체(210)는 동시에 전후진을 하도록 상기 프레임(미도시)에 결합된다.
여기서, 파지 위치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 마감 접착테이프(30)에 근접한 위치이다. 그리고 견인 종료 위치는 도 3에 도시된 바와 같이 터렛(110)의 전방 및 기존 원단(10)의 하부에 있는 위치, 더 구체적으로는 원단 연결 장치(300)의 하측 흡기블록(330)보다 더 전방에 있는 위치이다.
상기 흡착 블록(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 몸체(210)의 하면에 고정되어 있으며, 하면을 흡착면으로 한다. 상기 분사관(240)은 지지대(242)에 의해 몸체(210)에 고정되어 있으며, 좌우방향으로 나열된 복수의 분사공을 구비한다.
몸체(210)가 파지 위치에 있는 상태에서, 분사관(240)으로는 급기가 이루어지고, 흡착 블록(220)에서는 흡기가 이루어진다. 위 급기가 이루어질 때, 에어가 분사관(240)의 분사공을 통해 플랩(32)과 단부 이웃 부위(24) 사이로 분사되어 플랩(32)을 들뜨게 만든다. 그리고 위 흡기가 이루어질 때, 들뜬 플랩(32)이 흡착 블록(220)의 하면에 흡착되고, 이로써 신규 원단 자동 견인 장치(200)가 플랩(32)을 파지하게 된다.
한편, 상기 몸체(210)의 뒷면도 흡착면으로 구성할 수 있는데, 그러면 들뜬 플랩(32) 뿐만 아니라 몸체(210)의 뒷면과 면접하는 마감 접착테이프(320)의 부위도 흡착될 수 있어, 마감 접착테이프(320)에 대한 파지가 더 견고히 이루어질 수 있다.
상기 신규 원단 자동 견인 장치(200)는 회전 암(230)을 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 회전 암(230)은 흡착 블록(220)의 흡착면(하면)과 맞닿는 가압 위치 및 이 흡착면으로부터 떨어진 비가압 위치를 회전축(232)을 중심으로 회전하며 오갈 수 있도록 흡착 블록(220)에 결합된다. 그리고 회전 암(230)은 회전축(232)을 회전시키는 회전수단(모터, 공압실린더 등)에 의해 회전하도록 마련되어 있다. 이러한 회전 암(230)이 마련되면, 흡착 블록(220)의 흡착면에 흡착된 플랩(32)이 가압 위치로 회전한 회전 암(230)에 의해 가압되어 추가로 파지될 수 있는바, 플랩(32)에 대한 파지가 더 확실하게 이루어질 수 있다.
파지 위치에서 위와 같은 방식으로 플랩(32)을 파지한 신규 원단 자동 견인 장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 견인 종료 위치로 전진한다. 그리고 이러한 전진이 이루어지는 동안, 터렛(110)이 시계방향(도 1 기준)으로 약간 회전하여 3시방향에 있던 신규 원단 터렛롤(112)(도 1 참조)이 4시방향으로 이동하게 된다(도 3 참조).
신규 원단 자동 견인 장치(200)가 견인 종료 위치에 미리 도달한 상태에서 기존 원단(10)의 소진이 임박하면 기존 원단(10)과 신규 원단(20)을 연결하는 작업이 이루어진다. 이때는 먼저 기존 원단(10)의 전진이 중단되고, 이후 원단 연결 장치(300)의 하측 흡기블록(330)이 상승하여 신규 원단(20)을 상면으로 흡착하고, 신규원단 지지롤(340)이 상승하여 신규 원단(20)을 지지하며, 신규 원단 자동 견인 장치(200)는 플랩(32)에 대한 파지를 해제한다. 그리고 이후부터는, 원단 연결 장치(300)가 원단 연결 작업, 즉, 기존 원단(10)과 신규 원단(20)을 맞접시켜 두 원단(10, 20)을 모두 절단한 후 절단된 기존 원단(10)의 뒷단과 신규 원단(20)의 앞단을 연결 접착테이프(40)로 접착하여 연결하는 작업을 자동으로 수행한다.
한편, 위 연결 접착테이프(40)는 원단 연결 장치(300)의 흡착롤(320)에 그 접착면이 외측을 향하도록 흡착되어 있다. 그리고 종래에는 연결 접착테이프(40)를 수작업으로 흡착롤(320)의 흡착 영역에 배치시켰다. 그러나 본 발명에 따른 언와인딩 장치(100)는 이 배치를 상기 제어기에 의해 전체적으로 제어되면서 자동으로 수행하는 연결 접착테이프 자동 공급 장치(400)를 더 포함한다.
상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치(400)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 연결 접착테이프 원단롤(410)과, 피딩롤(420)과, 흡착 테이블(460)과, 왕복 롤러(440)와, 커터(450)를 포함할 수 있다.
상기 연결 접착테이프 원단롤(410)은 흡착롤(320)의 좌우방향 일측(도 4 내지 도 7에는 좌측으로 도시됨)에 위치한 아이들 롤러로서, 연결 접착테이프(40)가 될 연결 접착테이프 원단(42)을 감고 있다. 상기 연결 접착테이프 원단롤(410)은 언와인딩 장치(100)의 전체적인 틀을 이루는 상기 프레임(미도시)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
상기 흡착 테이블(460)은 연결 접착테이프 원단롤(410)과 흡착롤(320) 사이에 위치하도록 상기 프레임(미도시)에 고정적으로 지지되어 있고, 일면(도 4 내지 도 7에는 상면으로 도시됨)을 흡착면으로 하며, 흡착면 중앙에 전후로 연장하는 커팅홈(462)을 구비한다. 그리고 흡착 테이블(460)의 흡착면은 흡착롤(320)의 외면에 대해 단차를 이루지 않는다.
상기 피딩롤(420)은 연결 접착테이프 원단롤(410)과 흡착 테이블(460) 사이에 위치하고, 상기 제어기에 의해 제어되는 모터(미도시)에 의해 회전하며, 상기 프레임(미도시)에 회전 가능하게 지지된다. 또한, 피딩롤(420)은 회전 시 연결 접착테이프 원단롤(410)에 감긴 연결 접착테이프 원단(42)을 당겨 흡착 테이블(460)로 공급할 수 있게 마련되는데, 이러한 피딩롤(420)로는 흡착롤이 사용될 수 있다. 한편, 피딩롤(420)에 의해 공급되는 연결 접착테이프 원단(42)은 접착면이 흡착롤(320)의 외측(도 4 내지 도 7에서 상방)을 향하는 자세를 취하게 된다.
상기 왕복 롤러(440)는 상기 제어기에 의해 제어되는 모터(미도시)의 작동 시 초기 위치 및 최종 위치 사이에서 좌우진을 할 수 있도록 레일(430)에 결합되어 있다. 그리고 상기 레일(430)은 상기 프레임(미도시)에 고정되고, 흡착롤(320)의 상방에서 좌우방향으로 따라 연장한다. 도면부호 440a로 기재된 부재는 왕복 롤러(440)를 상하로 승강시키기 위한 실린더이다.
상기 초기 위치에 있는 왕복 롤러(440)는 커팅홈(462)의 좌측에 위치하는 흡착면 좌측 부위[흡착 테이블(460)의 흡착면을 의미함]와 접촉하고, 이후 우진하면서 커팅홈(462)의 우측에 위치하는 흡착면 우측 부위 및 흡착롤(320)의 표면과 순차적으로 접촉하며, 그 다음 흡착롤(320)을 벗어나 상기 최종 위치까지 우진한다.
상기 왕복 롤러(440)는 상기 제어기에 의해 제어되는 브레이크(미도시)가 작동하면 회전을 할 수 없고, 작동하지 않으면 회전할 수 있다. 이러한 브레이크로는 왕복 롤러(440)와 함께 이동하는 공압실린더(미도시) 및 이 공압실린더(미도시)에 의해 왕복 롤러(440)의 표면을 가압하거나 가압하지 않는 브레이크 패드(미도시)를 구비한 것이 사용될 수 있다.
상기 커터(450)는 레일(430)에 결합되어 있다. 그리고 커터(450)는 상기 제어기에 의해 제어되는 공압실린더(452)에 의해 상하로 승강을 하면서 흡착 테이블(460)의 커팅홈(462)을 출입할 수 있게 마련되어 있고, 상기 공압실린더(452)는 상기 제어기에 의해 제어되는 모터 등에 의해 전후진을 할 수 있도록 레일(430)에 결합되어 있다.
상술한 연결 접착테이프 자동 공급 장치(400)의 작동 과정은 아래와 같다.
최초에는 도 4에 도시된 바와 같이, 연결 접착테이프 원단롤(410)에 감긴 연결 접착테이프 원단(42)의 단부가 흡착 테이블(460)의 흡착면 좌측 부위에 흡착되어 있고, 왕복 롤러(440)는 초기 위치에 놓여 상기 연결 접착테이프 원단(42)의 단부의 접착면에 접착되어 있다.
이후, 왕복 롤러(440)가 미리 설정된 만큼의 1차 이동(우진)을 하여 도 5에 도시된 상태가 된다. 1차 이동 시, 흡착 테이블(460)의 흡착력은 계속 유지되고, 왕복 롤러(440)는 브레이크의 작동에 의해 회전할 수 없으며, 왕복 롤러(440)에 접착된 연결 접착테이프 원단(42)의 단부는 왕복 롤러(440)에 이끌려 도 5에 도시된 바와 같이 흡착롤(320)의 흡착 영역 내에 위치하게 된다. 여기서, 흡착롤(320)의 흡착 영역은 흡기공들(322)이 위치하는 영역을 의미한다.
또한, 1차 이동 시, 피딩롤(420)이 회전하여 연결 접착테이프 원단(42)이 우측으로 공급되게 되는데, 이때는 연결 접착테이프 원단(42)의 공급 속도가 왕복 롤러(440)의 이동(우진) 속도와 동일하도록 피딩롤(420)의 회전 속도가 제어되고, 이는 왕복 롤러(440)가 연결 접착테이프 원단(42)의 단부를 이끌지 못하고 홀로 이동(우진)하는 것을 확실하게 방지하기 위함이다.
위와 같은 1차 이동이 이루어지면, 피딩롤(420)이 정지하고, 흡착 테이블(460)에서의 흡기는 계속 유지되며, 흡착롤(320)에서도 흡기가 시작된다. 이후에는 도 5에 도시된 바와 같이 커터(450)에 의해 연결 접착테이프 원단(42)이 흡착 테이블(460) 상에서 절단되어 연결 접착테이프(40)가 형성된다. 흡착롤(320)에서의 흡기는 1차 이동 시부터 이루어져도 무방하다.
위와 같은 과정을 통해 연결 접착테이프(40)가 형성되고 나면, 왕복 롤러(440)가 미리 설정된 만큼의 2차 이동(우진)을 하여 도 6에 도시된 상태가 된다. 2차 이동 시, 피딩롤(420)의 정지는 계속 유지되고, 흡착 테이블(460)의 흡착력이 유지되어 연결 접착테이프 원단(42)의 절단 단부는 흡착 테이블(460)에 계속 흡착되어 있으며, 왕복 롤러(440)는 브레이크의 작동에 의해 여전히 회전할 수 없고, 왕복 롤러(440)에 접착된 연결 접착테이프(40)의 단부(우단)는 왕복 롤러(440)에 이끌려 우진한다. 이와 같은 2차 이동이 이루어지면, 연결 접착테이프(40)의 양단(좌우단)이 모두 흡착롤(320)의 흡착 영역에 위치하게 된다.
2차 이동이 이루어지더라도 왕복 롤러(440)는 정지 없이 계속 우진하여 흡착롤(320)을 벗어나고, 이후 도 7과 같이 최종 위치에 도달하면 우진을 멈춘다. 그리고 2차 이동이 종료되자마자 브레이크가 해제되어, 이때부터 흡착롤(320)을 벗어나기 전까지 왕복 롤러(440)는 회전하면서 우진한다. 만일, 2차 이동 이후에도 왕복 롤러(440)가 회전할 수 없다면, 연결 접착테이프(40)가 왕복 롤러(440)에 의해 계속 이끌리면서 흡착롤(320)의 흡착 영역을 벗어나 버린다. 반면, 2차 이동이 종료되자마자 브레이크를 해제하여 왕복 롤러(440)를 회전할 수 있는 상태로 만들면, 그때부는 왕복 롤러(440)가 흡착롤(320)의 흡착 영역에 흡착된 연결 접착테이프(40)로부터 분리되며 우진하게 된다.
최종 위치에 있는 왕복 롤러(440)는 실린더(440a)에 의해 상승한 후 상기 초기 위치의 수직 상방까지 이동(좌진)하여 대기한다. 그리고 흡착롤(320)의 연결 접착테이프(40)가 기존 원단(10)과 신규 원단(20) 간 연결에 사용된 후에 초기 위치로 하강하고, 그러면 다시 도 4와 같은 상태가 형성된다.
한편, 앞서서는 기존 원단(10)과 신규 원단(20)이 연결 접착테이프(40)에 의해 서로 연결되는 동안 기존 원단(10)의 전진이 중단된다고 설명하였다. 그런데 기존 원단(10)의 전진이 중단되는 경우에도 이차전지의 전극(양극, 음극)을 제조하기 위한 공정들(코팅 공정, 롤 프레스 공정, 슬리팅 공정, 노칭 공정, 건조 공정)이 계속 수행될 수 있도록, 원단 연결 장치(300)의 전방에 공지의 어큐뮬레이터(미도시)가 설치될 수 있다. 어큐뮬레이터는, 평상시에는 충분한 길이의 원단(10, 20)을 수용한 상태에서 후방으로부터 공급되는 원단(10, 20)의 양만큼을 전방으로 내어주도록 작동하고, 후방으로부터의 원단(10, 20) 공급이 중단된 비상시에는 자신이 수용하고 있는 원단(10, 20)을 전방으로 내어주도록 작동한다.
또한, 앞서서는 연결 접착테이프 자동 공급 장치(400)가 기존 원단(10)과 신규 원단(20)의 상면에 접착되는 연결 접착테이프(40)를 석션롤(320)로 자동 공급하는 경우를 설명하였다. 그런데 등록특허공보 제10-2484659호에서와 같이 기존 원단(10)과 신규 원단(20)의 하면에 접착되는 또 다른 연결 접착테이프도 사용된다면, 이러한 또 다른 연결 접착테이프를 또 다른 석션롤로 자동 공급할 때도 상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치(400)가 적용될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.
10 : 기존 원단 20 : 신규 원단
22 : 신규 원단 단부 24 : 단부 이웃 부위
30 : 마감 접착테이프 32 : 플랩
40 : 연결 접착테이프 42 : 연결 접착테이프 원단
100 : 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치
110 : 터렛 111 : 기존 원단용 터렛롤
112 : 신규 원단용 터렛롤 200 : 신규 원단 자동 견인 장치
210 : 몸체 220 : 흡착 블록
230 : 회전 암 240 : 분사관
300 : 원단 연결 장치 310 : 상측 이동블록
320 : 흡착롤 330 : 하측 흡기블록
400 : 연결 접착테이프 자동 공급 장치
410 : 연결 접착테이프 원단롤 420 : 피딩롤
430 : 레일 440 : 왕복 롤러
450 : 커터 460 : 흡착 테이블

Claims (10)

  1. 이차전지의 전극 제조에 이미 사용되고 있는 기존 원단이 감긴 기존 원단용 터렛롤 및 상기 기존 원단의 소진이 임박하였을 때 상기 기존 원단과 연결될 신규 원단이 감긴 신규 원단용 터렛롤을 포함하는 터렛;
    상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단의 단부를 상기 터렛의 전방 및 상기 기존 원단의 하부에 위치하는 견인 종료 위치까지 자동으로 견인하는 신규 원단 자동 견인 장치; 및
    연결 접착테이프를 접착면이 외측을 향하도록 흡착하고 있는 흡착롤을 포함하고, 상기 신규 원단의 단부가 상기 견인 종료 위치까지 견인된 상태에서 상기 기존 원단과 신규 원단을 맞접시켜 두 원단을 모두 절단한 후 절단된 기존 원단의 뒷단과 신규 원단의 앞단을 상기 연결 접착테이프로 접착하여 연결하도록 마련된 원단 연결 장치;를 포함하되,
    상기 신규 원단용 터렛롤에 감긴 상기 신규 원단에서는 접착력이 없는 플랩을 구비한 마감 접착테이프가 상기 신규 원단의 단부 및 이 단부에 이웃하는 신규 원단의 부위인 단부 이웃 부위에 접착되어 있고,
    상기 신규 원단 자동 견인 장치는 상기 플랩과 상기 단부 이웃 부위 사이로 에어를 불어넣어 상기 플랩을 들뜨게 한 후 들뜬 플랩을 파지하여 상기 견인 종료 위치까지 전진하도록 마련되는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신규 원단 자동 견인 장치의 일 외면은 흡착면으로 구성되고, 상기 신규 원단 자동 견인 장치는 상기 들뜬 플랩을 상기 흡착면에 흡착함으로써 파지하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신규 원단 자동 견인 장치에는 상기 흡착면과 맞닿는 가압 위치 및 상기 흡착면으로부터 떨어진 비가압 위치를 오가며 회전하는 회전 암이 구비되고, 상기 신규 원단 자동 견인 장치는 상기 흡착면에 흡착된 플랩을 상기 가압 위치에 있는 회전 암으로 가압함으로써 추가로 파지하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡착롤의 길이방향(좌우방향) 일측에 위치한 연결 접착테이프 원단롤에 감긴 연결 접착테이프 원단을 상기 연결 접착테이프로 형성하면서 상기 연결 접착테이프를 접착면이 외측을 향하도록 상기 흡착롤의 흡착 영역 내에 위치시키는 과정을 자동으로 수행하는 연결 접착테이프 자동 공급 장치;를 더 포함하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치에는 상기 연결 접착테이프 원단롤과 상기 흡착롤 사이에 위치하는 흡착 테이블이 구비되고,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는,
    상기 연결 접착테이프 원단의 단부를 상기 흡착 영역 내까지 1차 이동시킨 후 상기 흡착 테이블에 면접한 연결 접착테이프 원단의 부위를 절단함으로써, 상기 연결 접착테이프를 형성하고,
    이렇게 형성된 상기 연결 접착테이프의 단부가 된 상기 연결 접착테이프 원단의 단부를 상기 연결 접착테이프의 양단이 상기 흡착 영역 내에 위치할 때까지 2차 이동시킴으로써, 상기 연결 접착테이프를 상기 흡착 영역 내에 위치시키며,
    상기 1차 이동 시에는 상기 연결 접착테이프 원단을 접착면이 외측을 향하도록 상기 흡착 테이블에 흡착시키고, 상기 2차 이동 시에는 상기 연결 접착테이프를 상기 흡착 영역에 흡착시키는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 1차 이동 시, 상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는 상기 연결 접착테이프 원단을 상기 흡착 영역에도 흡착시키는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치에는 좌우방향으로 왕복하는 왕복 롤러가 구비되고,
    상기 1차 이동 및 2차 이동시, 상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는 상기 흡착 테이블에 흡착된 연결 접착테이프 원단의 단부의 접착면에 접착된 상기 왕복 롤러를 회전 불가 상태로 만들어 상기 흡착롤 쪽으로 이동시킴으로써 상기 연결 접착테이프 원단의 단부를 이동시키는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는 상기 2차 이동 이후 상기 왕복 롤러를 회전 가능 상태로 만들어 상기 흡착롤을 벗어날 때까지 이동시킴으로써 상기 연결 접착테이프로부터 분리시키는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 왕복 롤러는 상하로 승강할 수 있게 마련된 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치에는 상기 연결 접착테이프 원단롤에 감긴 상기 연결 접착테이프 원단을 당겨 상기 상기 흡착 테이블로 공급하는 피딩롤이 구비되고,
    상기 연결 접착테이프 자동 공급 장치는 상기 피딩롤에 의한 상기 연결 접착테이프 원단의 공급 속도가 상기 1차 이동 시 상기 왕복 롤러가 이동하는 속도와 동일하도록 상기 피딩롤의 회전 속도를 제어하는 이차전지 전극 제조공정용 언와인딩 장치.

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