KR20070083954A - 박막의 간헐코팅방법 - Google Patents

Abstract

한 방향으로 주행하는 띠 형상의 기재(1)를 위치가 고정된 기준 롤러(4)와 이동 가능한 작동 롤러(7)에 배치하여 유지시킨 상태에서, 외주 면에 도포제(18)가 저장되며 기재(1)의 주행방향과는 역방향으로 회전되는 코팅 롤러(19)에 접촉시키며, 작동 롤러(7)를 소정의 타이밍에 기재(1)로부터 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동시키는 동시에, 텐션 롤러(8)를, 기재(1)에 걸리는 장력이 항상 일정하게 되도록, 작동 롤러(7)가 기재(1)에 대해 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동하는 것에 추종하여 기재(1)에 대해 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동시키도록 제어함으로써, 20㎛ 이하의 극히 얇은 막 두께의 박막을 높은 생산성으로 간헐적으로 코팅 형성하면서도, 코팅 종단이 우수한 직선형상을 갖는 높은 정밀도를 갖는 형상으로 형성할 수 있는 박막의 간헐코팅방법을 실현한다.

기준 롤러, 작동 롤러, 코팅 롤러, 텐션 롤러, 장력, 접촉, 이탈

Description

박막의 간헐코팅방법{INTERMITTENT COATING METHOD FOR THIN FILM}

본 발명은 길이가 긴 시트 형상의 기재(base material)의 표면에 박막을 코팅하는 코팅형성구간과 박막을 코팅하지 않는 코팅 미형성구간이 간헐적으로 존재하는 소정의 패턴으로 코팅하여 형성하는 용도에 적합하게 이용할 수 있는 박막의 간헐코팅방법에 관한 것이다.

최근, 반도체장치나 콘덴서 등의 전자부품의 제조에서는, 띠 형상의 기재의 표면에 도료 등을 패터닝해서 코팅하여 박막을 형성하는 작업이 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 전지용 극판에서는 기재가 되는 집전체의 표면에 활물질 층을 형성한 후, 두께가 0.1㎛ ~ 200㎛의 다공성 보호막 또는 수지 결착제와 알루미나 분말 등의 고체 미립자를 함유한 코팅 막으로 이루어지는 다공성 보호막을 상기 활물질 층을 피복 하는 상태로 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).

상기 다공성 보호막은 패터닝하여 코팅된 활물질 층을 피복 하기 위해 간헐적으로 코팅이 되나, 이와 같은 도료 등을 간헐적으로 기재에 코팅하는 공정을 능률적으로 시행하여 양산하는 경우에는, 길이가 긴 시트 형상의 기재를 소정 속도로 주행시키면서, 그 기재에 도료 등을 간헐적으로 코팅하는 공정이 채용되고 있다(예 를 들어 특허문헌 2 참조). 이 간헐코팅방법에서는, 조절기에 의해서 회전하는 코팅 롤러에 슬러리(slurry) 형상의 도료를 소정 양만큼 보유하도록 한 상태에서, 이 코팅 롤러와 이에 대향 배치한 백킹 롤러(backing roll) 사이에 길이가 긴 기재를 삽입하여 백킹 롤러에 따라서 주행시키면서, 코팅 롤러상의 도료 층을 기재에 전사(轉寫)시켜서 도포하며, 소정 시간마다 백킹 롤러의 회전 축을 그 축심(軸心)에 대해 직교방향으로 평행이동을 시켜서 기재를 코팅 롤러로부터 소정 시간 이탈시킴으로써, 기재에 도료를 도포하지 않는 코팅 미형성구간을 형성하도록 하고 있다.

또, 종래기술에서는 다른 간헐도포수단으로 다이 코트(die coat) 도포방식도 채용되고 있다. 이 다이 코트 도포방식은 도료에 압력을 가해서 다이로부터 토출(吐出)시킨 도료를 기재에 코팅하는 동시에, 소정의 타이밍에 도료에 가해지는 압력을 차단하는 동시에 도료에 대해서 약간의 감압을 함으로써 다이로부터의 도료의 토출을 확실하게 정지시켜서, 도료에 의한 박막을 간헐적인 배치로 코팅하여 형성하도록 제어하는 것이다.

그러나 상기 각 간헐코팅방법은 어느 것도 20㎛ 이상의 비교적 큰 막 두께를 갖는 박막을 능률적으로 코팅하여 형성하기에는 적합하나, 그 구조상 전지용 극판과 같이 20㎛ 이하의 막 두께의 다공성 보호막을 형성하는 용도에는 적용할 수 없다. 이에 대해, 20㎛ 이하의 박막을 도포할 수 있는 기술로는, 얇은 기재에 대해서 도포제를 매우 정밀도가 높으면서도 확실하게 균일한 막 두께로 도포할 수 있는 그라비어 코팅방법(gravure coating)이 존재한다(예를 들어 특허문헌 3 참조).

상기 그라비어 코팅방법은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 기재(40) 를 평행하게 대향 배치된 자유롭게 회전하는 한 쌍의 자세제어 롤러(41, 42) 사이에 배치하여 지지한 상태에서, 양 자세제어 롤러(41, 42)의 축 방향과 직교방향으로 주행시켜서, 기재(40)의 하방에 배치되며 외주 면에 그라비어 패턴(미 도시)이 형성되어 있는 그라비아 롤러(43)를, 도포제 공급노즐기구(44)로부터 공급되는 도포제가 상기 그라비어 패턴의 홈 내에 흘러들어가도록 도포하면서, 기재(40)에 대해서 상대속도를 갖는 속도로 회전시키는 동시에, 이 그라비어 롤러(43)의 표면에서 닥터 블레이드(doctor blade, 47)에 의해 잉여 도포제를 도포 전에 닦아내서, 정량의 도포제를 기재(40)의 하측 표면에 도포하는 것이다.

상기 그라비어 코팅방법에서는 그라비어 롤(43)의 그라비어 패턴의 홈 내에 다량으로 도포 된 도포제가 닥터 블레이드(47)에 의해 제거됨으로써, 그라비어 패턴의 홈 내에 적당량만큼의 도포제를 충전하여 공급할 수 있고, 또한, 기재(40)의 주행방향과 그라비어 롤(43)의 회전방향이 상호 접촉부분에서 역방향이므로, 그라비어 패턴이 기재(40)의 하측 표면에 대해서 역방향으로 주행하게 되어서, 도포제가 기재(40)의 하측 표면에 얇고 균일하게 분포된 전면 도포상태로 코팅되게 되므로, 20㎛ 이하의 막 두께를 갖는 박막을 균일하게 도포하여 형성할 수 있다.

그러나 상기 그라비어 코팅방법은 막 두께가 20㎛ 이하의 비교적 얇은 박막을 전면 도포하기에는 적합하나, 특허문헌 3에는 도포제를 도포하지 않는 코팅 미형성구간을 설치하면서 박막을 형성하는 간헐코팅을 하는 간헐코팅에 관한 기술에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다.

도 9의 그라비어 도포장치에서 간헐코팅을 하려고 하면, 각각 자유롭게 회전 하게 설치된 한 쌍의 자세제어 롤러(41, 42) 및 한 쌍의 가이드 롤러(48, 49)에 의해서 기재(40)의 주행로가 마련되는 롤러 유닛(50)을, 회전 축(51)을 지지점으로 하여 도면의 실선으로 도시된 위치와 2점 쇄선으로 도시된 위치에 택일적으로 위치하도록 회동시키는 구성으로 하여 기재(40)가 그라비어 롤러(43)에 대해서 접촉 또는 이탈되도록 하거나, 또는, 그라비어 롤러(43), 도포제 공급노즐기구(44) 및 도포제 수용탱크(52)를 포함하는 기구 전체를 상하로 이동시키는 구조로 하여 그라비어 롤러(43)가 기재(40)에 대해서 접촉 또는 이탈되도록 하거나, 혹은, 일방의 자세제어 롤러(42)를 고정으로 설치하여 기준 롤러로 하고, 타 측의 자세제어 롤러(41)의 회전 축을 상하로 이동시켜서 기재(40)가 그라비어 롤러(43)에 대해서 접촉 또는 이탈되도록 하는 방법 등을 생각할 수 있다.

그러나 이 방법은 기재(40)와 그라비어 롤러(43)를 서로 접촉 또는 이탈시키기 위한 구조가 너무 복잡해서 응답성이 매우 좋지 않으므로, 높은 생산성으로 박막을 간헐코팅 할 수 없다. 또한, 도 10 A~도 10 B에 도시한 바와 같이, 기재(40의 표면에 간헐적으로 도포 되어 형성된 박막(53)은, 앞에서 설명한 바와 같이, 간헐코팅 시의 응답성이 매우 좋지 않음에 따라서, 기재(40)와 그라비어 롤러(43) 상호 간의 접촉 및 이탈 시의 안정성이 나빠서, 코팅 시에 기재(40)의 주행방향 P의 도포부위의 종단부분(53a)이 띠 형상의 기재(40)의 폭 방향으로 향해서 정확한 직선형상이 되지 않고 파선(波線)형상이 되는 동시에, 막 두께도 불균일하게 되기 쉽다. 이와 같이 도포부위의 종단부분(53a)이 파선 형상이면서 막 두께가 불균일해지는 문제는, 특히 타 측의 자세제어 롤러(42)를 기재(40)의 이면 측에서 후퇴시키는 방향과 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시켜서 기재(40)를 그라비어 롤러(43)에 이탈 및 접촉시키는 수단을 채용한 경우에, 기재(40)를 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 자세제어 롤러(42)를 이동시켜서, 기재(40)가 그라비어 롤러(43)에 압착되는 힘을 해제한 때에 기재(40)에 이완이 발생함에 따라서 한층 현저하게 발생한다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 평7-220759호 공보

특허문헌 2 : 일본국 특개 평8-131934호 공보

특허문헌 3 : 일본국 특개 2001-179151호 공보

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 높은 생산성으로 간헐적으로 박막을 코팅 형성하면서도, 코팅 부위의 종단부분을 우수한 직선형상을 갖는 매우 정밀한 형상으로 형성할 수 있는 박막의 간헐코팅방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 박막의 간헐코팅방법은, 띠 형상의 기재(base material)의 이면 측을 서로 평행한 위치에 대치된 고정의 기준 롤러와 이동 가능한 작동 롤러에 배치하고, 상기 기준 롤러와 작동 롤러에 평행이 되도록 도포제 코팅 개소를 유지해서, 한 방향으로 주행시키는 동시에, 상기 기준 롤러와 작동 롤러의 중간 개소의 상기 기재에 도포제를 저장한 코팅 롤러를 접촉시켜서, 상기 기재의 표면에 도포제를 전사하여 코팅함으로써 박막을 코팅 형성하며, 상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에서 이탈시키고, 이에 연동하여 텐션 롤러를 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재에 장력을 부여하며, 그 후, 상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진하는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에 접촉시키고, 이에 연동하여 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재에 부여하는 장력을 감소시켜서, 상기 기재의 표면에 상기 박막을 간헐적으로 배치하여 형성하며, 상기 기재에 걸리는 장력이 항상 일정하게 되도록, 상기 작동 롤러가 상기 기재의 이면 측에서 후퇴하는 방향으로 이동하는 것에 추종하여, 상기 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향과 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이하는 것이다.

본 발명에 의하면, 작동 롤러가 기재를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동할 때에, 작동 롤러의 이동에 추종하여, 기재에 대해서 기재에 걸리는 장력이 소정의 값을 유지할 수 있도록 텐션 롤러를 이동 제어하므로, 작동 롤러가 기재를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동하는 과정에서 기재에 이완이 거의 발생하지 않고, 기준 롤러와 텐션 롤러 사이에 배치된 상태로 유지할 수 있다. 또, 기재를 이면 측으로 후퇴시키고, 또 표면 측으로 향해서 전진시키도록 작동 롤러를 이동시키는 것만의 간단한 수단에 의해 박막의 코팅 형성구간과 코팅 미형성구간을 서로 전환할 수 있으므로, 극히 양호한 응답성으로 전환을 할 수 있는 동시에, 코팅 형성구간과 코팅 미형성구간 사이를 이행(移行)할 때에 기재에 걸리는 장력을 일정하게 유지하도록 제어하여, 기재에 이완이 발생하는 것을 방지함으로써, 도포제가 기재에 항상 균일하게 코팅되므로, 두께가 얇은 기재에 막 두께가 20㎛ 이하의 극히 얇은 박막을 형성하는 경우에도, 그 박막의 코팅부위의 종단부분이, 기재의 폭 방향을 향해서 종래와 같은 파선(波線)형상이 되지 않고, 정확한 직선형상으로 확실하게 코팅 형성할 수 있다.

또, 본 발명의 다른 박막의 간헐코팅방법은, 띠 형상의 기재의 이면 측을 서로 평행한 위치에 대치된 고정의 기준 롤러와 이동 가능한 작동 롤러 및 이들 양 롤러의 중간위치에 배치된 백업 롤러에 각각 배치하여, 상기 기준 롤러 및 작동 롤러와 평행하게 되도록 도포제의 코팅 개소를 유지시키는 동시에, 상기 백업 롤러에 의해 상기 기재를 그 표면 측에 배치된 코팅 롤러에 대해서 소정의 접촉압력으로 눌러서 한 방향으로 주행시켜서, 상기 기재의 표면에 상기 코팅 롤러의 외주 면에 저장된 도포제를 전사하여 박막을 코팅 형성하며, 상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에서 이탈시키며, 이 이동에 연동하여 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서, 상기 기재에 부여되는 장력을 감소시키는 동시에, 상기 백업 롤러를 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시켜서, 상기 기재를 상기 코팅 롤러에 접촉시킴으로써 상기 기재의 표면에 상기 박막을 간헐적인 배치로 형성하는 것이다.

본 발명에 의하면, 기재의 주행속도를 빠르게 한 경우에도, 기재가 백업 롤러가 누르는 힘에 의해 코팅 롤러에 접촉하여, 코팅 롤러에 대한 기재의 접촉압력이 소정 값으로 유지되므로, 얼룩의 발생 없이 도포제를 안정적으로 균일하게 코팅할 수 있다. 이에 의해, 기재의 주행속도에 관계없이, 코팅된 도포제에 의한 코팅의 얼룩이 없는 매우 정밀한 형상의 박막을 기재 표면에 안정적으로 형성할 수 있다. 또, 기재로 폭이 비교적 넓은 것을 이용한 경우에는, 작동 롤러가 기재를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동시킴에 따라서 발생하려고 하는 기재의 이완의 대부분이 기재를 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동하는 텐션 롤러가 기재에 장력을 부여함으로써 흡수되는 동시에, 광폭이면서 띠 형상인 기재가 갖는 제작시의 왜곡에 기인하여 기재의 폭 방향에 물결 형상으로 발생하는 약간의 이완이 기재에서의 텐션 롤러와의 사이의 개소에 소정의 장력을 부여하는 백업 롤러에 의해 흡수하여 억제되므로, 도포제의 얼룩이 발생하지 않고, 박막의 도포부위의 종단을 정확한 직선형상으로 형성할 수 있다.

상기 다른 박막의 간헐코팅방법에서, 텐션 롤러를, 기재에 걸리는 장력이 항상 일정하게 되도록, 작동 롤러가 상기 기재에 대해서 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동하는 것에 추종하여 상기 기재에 대해 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동시키도록 제어하는 동시에, 백업 롤러를 상기 텐션 롤러의 작동에 추종하도록 작동 제어하면, 텐션 롤러의 작동에 추종하여 백업 롤러를 이동시키므로, 특히, 폭이 500㎜ 이상의 비교적 넓은 것을 기재로 이용한 경우에도, 작동 롤러가 기재로부터 이탈하는 방향으로 이동하여, 기재가 코팅 롤러로부터 이탈할 때에, 기재의 폭 방향에 물결 형상으로 발생하려고 하는 약간의 이완을 백업 롤러에 의해 정확하게 흡수하여 확실하게 억제할 수 있으므로, 박막의 코팅 부위의 종단을 한층 정확한 직선형상으로 형성할 수 있다.

상기 어느 한 방법에서, 작동 롤러와 텐션 롤러가 코팅 롤러에 대해서 기재의 주행방향 측에 배치하면, 작동 롤러가 기재를 이면 측으로 이동시키는 방향으로 이동한 때에 기재에 주름이나 이완이 발생하지 않는다.

또, 상기 어느 한 방법에서, 코팅 롤러로 40㎜~60㎜의 직경을 갖는 것을 이용하면, 코팅 롤러와 기재의 접촉면적이 매우 작아지므로, 기재에 도포제를 얇은 두께로 균일하게 정확히 코팅할 수 있는 동시에, 기재가 코팅 롤러에 대해 접촉 또는 이탈할 때의 접촉 및 이탈의 안정성이 향상되므로, 도포제 코팅의 개시 및 정지위치를 정확하게 설정할 수 있다. 또, 코팅 롤러로 직경이 40㎜ 이상인 것을 사용함으로써 양호한 강도 및 가공 정밀도를 얻을 수 있고, 직경 60㎜ 이하인 것을 사용함으로써 기재에 도포제를 얇은 두께로 균일하게 정확히 코팅하기 위해 필요한 기재와의 접촉면적을 작게 할 수 있다.

또한, 상기 어느 한 방법에서, 기준 롤러와 작동 롤러를, 각각의 축간거리가 코팅 롤러의 직경의 1.2배 이상 2.5배 이하로 설정한 배치로 설치하면, 기준 롤러와 작동 롤러가 근접 배치되어 있으므로, 두께가 얇은 기재라도 기재에 대해 작은 장력을 부여하는 것만으로 양호한 배치상태를 유지할 수 있어서, 부여하는 장력이 너무 커서 얇은 기재가 절단되는 문제가 발생하지 않는다. 또, 기준 롤러와 작동 롤러의 축간 거리를 코팅 롤러의 직경 R의 1.2배 이상으로 설정함으로써, 작동 롤러를 기재를 이면 측으로 후퇴시키거나, 또는 표면 측으로 향해서 전진시키는 방향으로 원활하게 이동시킬 수 있고, 축간 거리를 코팅 롤러의 직경의 2.5배 이하로 설정함으로써, 기재에 너무 큰 장력이 부여됨에 다라서 기재가 늘어나거나 주름 혹은 조여든 부분이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 어느 한 방법에서, 코팅 롤러로, 다수의 도포제 저장 홈이 상기 코팅 롤러의 축심(軸心)에 대해 소정의 각도로 경사지고, 또한 상호 평행한 배치로 외주 면 전체에 각설(刻設)된 것을 이용하여, 기재의 주행방향과는 역방향으로 회전시키는 동시에, 닥터 블레이드에 의해서 상기 코팅 롤러에서 서로 인접하는 상기 도포제 저장 홈과 도포제 저장 홈 사이에 설치된 평탄면 부분을 일정한 압력으로 눌러서, 상기 코팅 롤러에 저장된 도포제의 잉여분을 긁어내도록 하면, 닥터 블레이드에 의해서 코팅 롤러에 저장된 도포제의 잉여분을 긁어내서 도포제 저장 홈에 충전된 소정의 도포량으로 조정할 수 있는 동시에, 기재와의 접촉부분에서 기재의 주행방향에 대해 역방향을 향해서 회전하도록 코팅 롤러가 구동되어서 기재에 대해 역방향으로 미끄럼이 발생하고 있으므로, 도포제 저장 홈 내에 충전되어 있는 도포제를 평탄면 부분에 의해 얇고 균등하게 평활(平滑)하면서 기재의 표면에 전사해서 코팅할 수 있고, 이에 의해, 막 두께가 20㎛ 이하로 설정된 극히 얇은 박막을 기재의 표면에 높은 정밀도로 형성할 수 있다.

또, 상기 어느 한 방법에서, 회전 축과 작동 롤러의 지지 축을 작동 연결기구로 상호 연결해서, 상기 작동 롤러가 상기 회전 축을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동하는 것에 추종하여, 텐션 롤러를 그 자체의 지지 축이 연결기구를 통해서 연결된 회전지지 축을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동 가능하게 설치됨으로써 기재에 대해 당해 기재의 이면 측에서 일정한 압력을 인가하여, 상기 기재에 일정한 장력을 부여하도록 하면, 기재를 이면 측으로 후퇴시키거나 또는 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 작동 롤러 및 텐션 롤러를 이동시킬 수 있는 동시에, 기재나 도포제의 종류에 따라서 작동 롤러의 이동위치 및 이동거리를 용이하게 가변 설정하여, 그 설정 값대로 정확하게 작동 롤러를 제어할 수 있다. 한편, 텐션 롤러는 간단한 구성에 의해 작동을 제어하면서도 기재에 걸리는 장력을 항상 일정하게 유지하도록 기재에 부가하는 장력을 자동으로 제어할 수 있다.

또한, 이때, 기재의 표면에 코팅층을 간헐적인 배치로 코팅 형성한 후, 상기 코팅층이 코팅되는 시작 단과 코팅 종단을 센서로 검출하여, 이 코팅층 전체를 피복 하는 박막을 상기 코팅층에 대응하는 간헐적인 배치로 코팅 형성하도록 하면, 코팅층의 시작 단과 종단부분을 센서로 검출하면서, 그 검출 값에 의거하여 코팅층의 시작 단 부분의 바로 앞에서부터 종단부분의 후방 근방 부위까지에 박막을 코팅 형성함으로써, 코팅층 전체를 확실하게 피복을 할 수 있는 박막을 코팅 형성할 수 있으며, 이에 의해, 전지용 극판의 제조공정에 바람직하게 적용할 수 있다.

또, 상기 어느 한 방법에서, 동박(銅箔) 또는 알루미늄 박(箔)을 기재로 이용하고, 전지용 활물질 층을 코팅층으로 상기 기재의 표면에 코팅하며, 다공성 보호막을 박막으로 상기 코팅층의 전체 표면 및 상기 기재의 일부에 코팅 형성하도록 하면, 양호한 전지용 극판을 높은 정밀도로 제조할 수 있다.

또한, 상기 어느 한 방법에서, 박막의 기재의 주행방향에 대한 종단부분이, 상기 기재의 폭 방향을 향해서 직선형상이면서, 소정의 막 두께보다도 약간 큰 막 두께로 부풀어오른 형상으로 형성하면, 특히, 전지용 극판의 제조공정에 적용한 경우에, 박막으로 코팅하여 형성하는 다공성 보호막의 코팅부위의 종단이 부풀어오른 형상이 되어도, 이 부풀어오른 형상이 코팅층으로 코팅되어 형성되는 활물질 층의 코팅 종단의 후방 측의 기재상에 형성되므로, 부풀어오른 형상의 선단이 활물질 층의 상면보다도 높아지지 않아서, 전지용 극판으로 이용하는 경우의 저해요인이 되지 않으며, 어떤 지장도 발생하지 않는다.

도 1은 본 발명의 박막의 간헐코팅방법을 구현한 일 실시 예를 나타내는 간헐코팅장치에서의 박막의 코팅상태의 개략 종단면도이다.

도 2는 동 간헐코팅장치에서의 박막의 비 코팅상태의 개략 종단면도이다.

도 3은 동 간헐코팅장치의 구동제어계를 나타내는 블록 도이다.

도 4 A~도 4 B는 상기 간헐코팅장치의 코팅 롤러를 나타내며, 도 4 A는 측면도이고, 도 4 B는 일부 확대 단면도이다.

도 5 A~도 5 C는 상기 간헐코팅장치를 이용하여 전지용 극판을 제조하는 과정을 나타내는 공정 순으로 나타내며, 도 5 A는 집전체에 활물질 층을 형성한 상태의 사시도이고, 도 5 B는 활물질 층을 피복 하는 다공성 보호막을 형성한 상태의 일부 전단 사시도이며, 도 5 C는 다공성 보호막의 도포부위의 종단을 형성하는 시점에서의 코팅 롤러, 기재 및 도포제의 상태를 나타내는 확대 정면도이다.

도 6은 본 발명의 박막의 간헐코팅방법을 구현한 다른 실시 예를 나타내는 간헐코팅장치에서의 박막의 코팅상태의 개략 종단면도이다.

도 7은 동 간헐코팅장치에서의 박막의 비 코팅상태의 개략 종단면도이다.

도 8은 동 간헐코팅장치의 구동 제어계를 나타내는 블록 도이다.

도 9는 종래의 그라비어 코팅장치를 나타내는 개략 종단면도이다.

도 10 A~도 10 B는 동 그라비어 코팅장치에 의해 형성한 박막의 형상을 나타내며, 도 10 A는 평면도이고, 도 10 B는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예의 박막의 간헐코팅방법을 구현하는 간헐코팅장치를 나타내는 개략 종단면도이며, 도 1은 박막의 코팅상태를, 도 2는 박막의 미 코팅상태를 각각 나타내고 있다. 기재(1)는 얇은 시트로 이루어지는 띠 형상이며, 본 실시 예에서는 화살표로 표시하는 바와 같이, 기재(1)는 도면의 우측에서 좌측을 향해서 주행하게 되어 있다. 즉, 기재(1)는 도면의 우측의 공급 롤(미 도시)에서 풀려나와서 공급 측 가이드 롤러(2)에 의해 코팅 스테이션(3)을 향해서 안내되고, 이 코팅 스테이션(3)에서 기준롤러(4)와 작동 롤러(7) 사이에 이면 측이 배치되는 상태로 수평으로 배치되어서 주행하며, 그 후단 측에서 텐션 롤러(8)에 의해 이면 측에 항상 정압(定壓)의 장력이 부가되어, 자체에 부가되어 있는 장력이 항상 일정하게 유지되어서, 권취(券取) 측 가이드 롤러(9)를 개재하여 권취 롤(미 도시)에 감기게 된다. 상기 공급 측 가이드 롤러(2), 기준 롤러(4), 작동 롤러(7), 텐션 롤러(8) 및 권취 측 가이드 롤러(9)는 모두 자유롭게 회전할 수 있도록 지지가 되어 있으며, 기재(1)는 상기 권취 롤을 회전하도록 구동하는 기재 반송용 모터(미 도시)의 회전력에 의해서 반송된다.

상기 기준 롤러(4)는 소정 위치에 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 고정적으 로 설치되어 있다. 작동 롤러(7)는 회전 축(10)을 중심으로 하여 도 2의 실선 위치와 2점 쇄선 위치에 택일적으로 위치하도록 이동되게 되어 있다. 즉, 작동 롤러(7)는 베어링(미 도시)을 개재하여 지지 축(7a) 주위를 자유롭게 회전될 수 있는 상태로 지지가 되어 있고, 그 지지 축(7a)은 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)의 회전력이 전달되어 회전되는 상기 회전 축(10)에 대해서 작동 연결기구(12)를 통해서 서로 연결되어 있다. 따라서 작동 롤러(7)는 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)의 회전력을 회전 축(10) 및 작동 연결기구(12)를 통해서 전달받은 지지 축(7a)이 회전 축(10)을 지지점으로 하여 회동함으로써 도 1에 도시한 기재(1)에 접촉하며, 기재(1)를 표면 측을 향해서 전진시키는 위치와, 도 2에 실선으로 도시한 바와 같이 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키거나 또는 기재(1)로부터 이탈하는 위치로 택일적으로 위치가 변경된다. 이에 의해, 작동 롤러(7)는 기재(1)에 접촉하고 있을 때에는 기재(1)의 주행력을 받아서 자전(自轉)을 하면서, 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)의 회전력을 받아서 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 공전(公轉)을 하게 되어 있다. 또한, 도시를 생략하고 있으나, 작동 롤러(7)의 지지 축(7a)은 가이드 판에 활 모양으로 설치된 가이드 공에 따라서 안내되면서, 상기 2개의 위치를 향해 원활하고도 안정적으로 이동할 수 있게 되어 있다.

한편, 상기 텐션 롤러(8)는 베어링(미 도시)을 개재하여 지지 축(8a) 주위를 자유롭게 회전할 수 있게 지지가 되어 있는 동시에, 텐션 롤러(8)의 지지 축(8a)은 자유롭게 회전할 수 있게 지지되어 있는 회동지지 축(13)과 연결기구(14)를 통해서 상호 연결되어 있으므로, 회동지지 축(13)을 지지점으로 하여 회동하게 되어 있다. 이에 의해, 텐션 롤러(8)는 기재(1)가 주행하는 힘을 받아서 자전을 하고, 또 회동지지 축(13)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 공전하도록 설치되어 있다. 또한, 도시를 생략하고 있으나, 텐션 롤러(8)의 지지 축(8a)은 가이드 판에 활 모양으로 설치된 가이드 공에 따라서 안내되면서 원활하고도 안정적으로 이동할 수 있게 되어 있다. 그리고 상기 텐션 롤러(8)에는 에어 실린더(17)의 압축력이 지지 축(8a)을 통해서 걸리게 되어서, 기재(1)에 대해서 기재(1)의 이면 측에서 항상 일정한 장력을 부여하게 되어 있다. 그 상세에 대해서는 후술한다.

서로 대향 하여 평행하게 설치된 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7)의 중간에서의 기재(1)의 표면 측, 구체적으로는 기재(1)의 아래쪽 위치에는 기재(1)의 도 1 및 도 2의 하향 표면에 도포제(18)를 전사하여 코팅하는 코팅 롤러(19)가 설치되어 있고, 이 코팅 롤러(19)는 코팅 롤러 회전용 모터(20)의 회전력을 감속기구(미 도시) 및 커플링(미 도시)을 개재하여 자체의 회전 축(19a)에 받음으로써 기재(1)와의 접촉부위에서 기재(1)의 주행방향과 역방향으로 회전된다. 이 코팅 롤러(19)의 외주의 전면에는, 도 4 A에 도시하는 바와 같이, 다수의 도포제 저장 홈(19b)이 코팅 롤러(19)의 축 심에 대해서 소정 각도 θ(본 실시 예에서는 45도)로 경사지면서, 서로 평행한 상태로 조각되어 있다. 도 4 B에 도시하는 바와 같이, 이 도포제 저장 홈(19b)은 소정의 개구(開口) 각도 α(본 실시 예에서는 90도)를 갖는 단면 V자 형상을 가지며, 소정 폭의 평탄면 부분(19c)을 사이에 두고 일정한 간격으로 배치되어 있다. 도포제 저장 홈(19b)은, 예를 들어 레이저에 의한 조각 등의 수단에 의해 코팅 롤러(19)의 외주 면에 소정의 패턴으로 형성된다.

상기 코팅 롤러(19)는 도포제 저장용기(23) 내에 저장된 도포제(18)에 그 하단부분이 침적된 상태로 회전하는 배치로 설치되어 있고, 도포제(18)에 침적되면서 회전할 때에 도포제 저장 홈(19b) 내에 도포제(18)가 충전되는 상태로 저장된다. 이와 같이 코팅 롤러(19)의 외주 면에 저장된 도포제(18)는 닥터 블레이드(24)에 의해 잉여분이 제거된 후에 기재(1)의 하측 표면에 전사되어 코팅된다. 상기 닥터 블레이드(24)는 후단부가 지지 축(27) 주위에 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 지지가 된 상태에서 그 선단 부분이 코팅 롤러(19)에 접촉하는 방향으로 에어 실린더(28)에 의해서 회동력이 부가되어 있다. 이에 의해, 닥터 블레이드(24)의 선단 부분은 에어 실린더(28)에 의해 항상 일정한 압력으로 코팅 롤러(19)의 평탄면 부분(19c)에 접촉하고 있다. 이에 따라, 코팅 롤러(19)에는 도포제 저장 홈(19b)의 단면적에 의해 설정된 소정의 도포량만큼의 도포제(18)가 저장되어 있게 된다. 또한, 닥터 블레이드(24)는 본 실시 예에서는 수지로 형성되어 있으므로, 금속제와는 달리, 코팅 롤러(19)를 조기에 마모시키는 문제는 발생하지 않는다.

도 3은 상기 간헐코팅장치에서의 구동 제어계의 블록을 나타내며, 동 도면에서 도 1 및 도 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다. 컨트롤러(21)는 마이크로 컴퓨터 등에 의해 장치 전체를 제어하는 것이며, 조작부(29)의 조작에 의해서, 미리 메모리(22)에 설정되어 기억되어 있는 데이터에 의거하여 모터 드라이버(30)를 통해서 도 1 및 도 2의 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)를 회전 제어함으로써, 작동 롤러(7)를 원하는 위치로 이동시키는 제어를 한다. 상기 메모리(22)에는 형성할 박막의 코팅 형성구간과 코팅 미형성구간의 각각 의 길이, 및 기재(1)나 도포제(18)의 종류에 따른 작동 롤러(7)의 이동위치 및 이동거리 등의 데이터가 미리 기억되어 있고, 컨트롤러(2)는 메모리(22)에서 판독한 데이터에 의거한 타이밍에 작동 롤러(7)를 당해 데이터에 대응하는 거리만큼 이동시키도록 제어한다.

또, 상기 컨트롤러(21)는 메모리(22)에서 판독한 데이터에 의거하여 모터 드라이버(31)를 통해서 도 1 및 도 2의 코팅 롤러 회전용 모터(20)를 회전 제어하여, 상기 코팅 롤러 회전용 모터(20)를 데이터에 대응하는 회전속도로 회전시킨다. 또한, 컨트롤러(21)는, 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)를 회전 제어하는 타이밍에 실린더 작동부(32)를 통해서 도 1 및 도 2의 에어 실린더(17)를 작동시켜서, 텐션 롤러(8)를 기재(1)에 대해서 접촉 또는 이탈하는 방향, 즉, 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키거나 또는 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동 내지 변위시키는 제어를 개시하는 동시에, 에어 실린더(17)의 공기압력을 검출하는 압력 검출부(33)의 검출치가 항상 일정한 값이 되도록 실린더 작동부(32)를 통해서 에어 실린더(17)를 피드백 제어한다. 또한, 컨트롤러(21)는 권취 롤러 및/또는 공급 롤러를 회전 구동하는 기재 반송용 모터(34)를 모터 드라이버(37)를 통해서 회전 제어함으로써 기재(1)를 필요한 주행속도로 주행시키도록 제어한다.

다음에, 상기 간헐코팅장치의 구성의 상세 및 간헐코팅의 공정에 대해서 설명한다. 도 3의 컨트롤러(21)는, 모터 드라이버(37)를 통해서 기재 반송용 모터(34)를 회전 제어함으로써 기재(1)를 도 1 및 도 2의 화살표 방향을 향해서 소정 속도로 주행시키는 동시에, 메모리(22)에서 판독한 데이터에 의거하여 모터 드라이 버(30)를 통해서 서보 모터(11)를 회전 제어하여, 작동 롤러(7)를 도 2의 실선 및 2점 쇄선으로 도시된 각각의 도시 위치 중 어느 하나에 택일적으로 위치시키고, 또한, 도 3의 압력 검출부(33)의 공기압력 검출치가 소정 값이 되도록 실린더 작동부(32)를 통해서 에어 실린더(17)를 피드백 제어하여, 주행 중인 기재(1)에 걸리는 장력이 항상 일정하게 유지되도록 텐션 롤러(8)에서 기재(1)에 부여하는 장력을 가변제어하며, 또한, 모터 드라이버(31)를 통해서 코팅 롤러 회전용 모터(20)를 회전 제어하여 코팅 롤러(19)를 소정의 속도로 정속회전시킨다.

도 1에 명시하는 바와 같이, 작동 롤러(7)가 기준 롤러(4)에 대해서 동일한 높이의 위치에서 서로 대향 하여 기재(1)에 접촉하고 있는 상태에서는, 코팅 롤러(19)의 도포제 저장 홈(19b) 내에 충전되어 있는 도포제(18)는 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 사이에 위치하여 수평으로 배치된 상태로 주행중인 기재(1)에 전사되어 도포 된다. 이에 의해, 기재(1)의 하측 표면에는 코팅된 도포제(18)에 의해서 박막이 형성되어 간다.

이때, 코팅 롤러(19)로부터 기재(1)에 전사되는 도포제(18)는, 에어 실린더(28)에 의해 항상 일정한 압력으로 자동으로 조정되어서 코팅 롤러(19)의 평탄면 부분(19c)에 접촉되어 있는 닥터 블레이드(24)에 의해서 잉여분이 제거됨으로써, 주로 도포제 저장 홈(19b)에 충전된 소정의 도포량으로 조정되고 있다. 또, 코팅 롤러(19)는 기재(1)와의 접촉부분에서 기재(1)의 주행방향에 대해서 역방향을 향해서 회전 구동되어서 기재(1)에 대해서 역방향으로 미끄럼이 발생하고 있으므로, 도포제 저장 홈(19b) 내에 충전되어 있던 도포제(18)가 평탄면 부분(19c)에 의해 얇 고 균등하게 평탄화되면서 기재(1)의 하측 표면에 전사되어서 코팅이 이루어진다. 이에 의해, 기재(1)의 하측 표면에는 막 두께가 20㎛ 이하로 설정된 매우 얇은 박막을 고정밀도로 형성할 수 있다.

형성할 박막의 막 두께는 코팅 롤러(19)의 회전속도와 도포제 저장 홈(19b)의 홈의 깊이에 의해 조정함으로써 소정 값으로 정확하게 설정할 수 있다. 여기서, 코팅 롤러(19)의 회전속도를 높일수록 도포제(18)의 공급량이 증가하여 박막의 막 두께가 두꺼워지며, 한편, 사용하는 코팅 롤러(19)의 도포제 저장 홈(19b)의 홈의 깊이가 깊을수록 도포제(18)의 공급량이 증가하여 박막의 막 두께가 두꺼워지게 된다.

또, 기재(1)에 코팅되어 형성되는 박막은, 다수의 도포제 저장 홈(19b)이 코팅 롤러(19)의 축심에 대해서 경사진 배치로 형성되어 있고, 또 코팅 롤러(19)가 기재(1)의 주행방향과는 역방향으로 회전하도록 구동되고 있음에 따라서, 코팅 롤러(19)와 기재(1)의 접촉점에 대해서 주행방향 측으로 소량의 도포제가 고이게 되며, 이 고인 도포제가 도포제에 주행방향과는 반대방향의 유도를 부여하여 도포상태를 균일하게 할 수 있고, 또한, 도포제 저장 홈(19b)의 홈 자국이 남지 않고 정밀한 평활 표면을 갖는 형상이 된다. 이 박막의 막 두께는 기재(1)와 코팅 롤러(19)의 상대속도의 차이를 가변함으로써 용이하게 미세 조정을 할 수 있다. 본 실시 예에서는 코팅 롤러(19)의 회전속도와 기재(1)의 주행속도의 상대적인 속도 차를 상기 주행속도에 대해서 200~500%의 회전속도로 설정하여 회전 구동하고 있으며, 이에 의해, 극히 얇은 박막이라도 막 두께가 정확하게 균일화된 박막을 높은 정밀도로 형성할 수 있다.

상대속도의 차이가 200%보다도 작은 경우에는 코팅 롤러(19)의 홈 패턴이 반영되어서 불균일한 도포상태가 되고, 500%보다도 큰 경우에는 도포제(18)의 비산이 발생한다.

코팅 롤러(19)로는 직경 R(도 1)이 40~60㎜ 범위 내의 소형을 이용하는 것이 바람직하며, 본 실시 예에서는 직경 R이 50㎜이고 축심 방향의 길이가 600㎜인 코팅 롤러(19)를 사용하고 있다. 이와 같이 직경 R이 작은 코팅 롤러(19)를 이용하는 경우에는 기재(1)의 하측 표면과의 접촉면적이 매우 작아지므로, 기재(1)에 도포제(18)를 얇은 두께로 균일하게 정확히 도포할 수 있는 동시에, 도포제(18)의 도포 개시 및 도포 정지위치를 정확하게 설정할 수 있다. 직경 40㎜~60㎜ 범위 내의 코팅 롤러(19)를 이용하는 이유는, 코팅 롤러(19)의 양호한 강성 및 가공 정밀도를 얻기 위한 직경의 하한이 40㎜이고, 60㎜ 이상의 직경을 갖는 코팅 롤러(19)에서는 기재(1)와의 접촉면적이 커져서 상기와 같은 효과를 얻을 수 없기 때문이다.

그런데 이와 같은 종류의 간헐코팅장치의 기재(1)로는 일반적으로 두께가 얇은 시트 형상이 사용대상이 된다. 예를 들어, 전지용 극판을 제조하는 경우에는 두께가 10㎛ 정도의 동박(銅箔) 또는 알루미늄 박으로 이루어지는 집전체가 기재(1)로 사용된다. 앞에서 설명한 바와 같이 두께가 얇은 기재(1)에 도포제(18)를 필요한 형상으로 정밀하게 코팅하기 위해서는, 기재(1)에서 적어도 코팅 스테이션(3)을 통과하는 부분이 늘어나거나 주름이 발생하거나 혹은 조여든 부분이 발생하지 않도록 일정한 장력으로 제어된 상태로 주행시켜서, 도포제(18)가 코팅되는 양이 불균 일해지는 코팅 얼룩의 발생을 방지할 필요가 있다. 특히, 본 실시 예와 같이, 코팅 스테이션(3)에서 기재(1)를 그 주행방향과 역방향으로 회전하는 코팅 롤러(19)에 접촉시키는 경우에는, 기재(1)와 코팅 롤러(19) 사이에 마찰력이 발생하여, 두께가 얇은 기재(1)는 늘어나거나 주름이 발생하거나 혹은 조여든 부분이 발생하기 쉽다.

그래서 상기 간헐코팅장치에서는 직경 R이 50㎜인 소형의 코팅 롤러(19)를 이용함으로써 기재(1)의 코팅 롤러(19)에 대한 접촉면적을 작게 해서, 기재(1)와 코팅 롤러(19) 사이에 발생하는 마찰력을 매우 작게 억제하고 있다. 이에 더하여, 상기 간헐코팅장치에서는, 코팅 스테이션(3)에서 코팅 롤러(19)의 상방에서의 기재(1)의 주행방향의 전후 위치에 각각 배치되는 기준 롤러(4) 및 작동 롤러(7)로 코팅 롤러(19)와 동일한 50㎜의 직경을 갖는 소형의 롤러를 이용하는 동시에, 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 사이의 축간거리 D(도 1)를 코팅 롤러(19)의 직경 R의 1.2배 이상 2.5배 이하의 작은 범위 내로 설정하여 서로 근접하여 상호 대향하는 배치로 설치함으로써, 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 사이에서 기재(1)에 대해 가급적 작은 장력을 부여하면서도 기재(1)가 늘어나거나 주름이 발생하거나 혹은 조여든 부분이 발생하는 것을 방지하고 있다.

따라서 두께가 얇은 기재(1)라도, 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7)가 근접 배치되어 있으므로, 기재(1)에 대해서 작은 장력을 부가하는 것만으로도 그 장력을 일정하게 유지할 수 있고, 부가되는 장력이 너무 커서 얇은 기재(1)가 절단되는 문제가 발생하지 않는다. 상기에서 설명한 축간거리 D를 코팅 롤러(19)의 직경 R의 1.2배 이상 2.5배 이하의 범위로 설정하는 것은, 1.2배 미만인 경우는 작동 롤러(7)를 기재(1)에 대해서 접촉 또는 이탈하는 방향으로 원활하게 이동시킬 수 없고, 2.5배를 넘는 경우에는 기재(1)에 너무 큰 장력이 인가되게 됨에 따라서 기재(1)가 늘어나거나 주름이 발생하거나 혹은 조여든 부분이 발생하며, 때로는 두께가 얇은 기재(1)가 절단되거나 파괴되는 경우도 있기 때문이다.

이상은 도 1 및 도 2의 배치에 의해 기재(1)에 도포제(18)를 간헐적으로 전사하여 도포하면서 박막을 형성하는 공정에 대한 설명이나, 이때, 컨트롤러(21)는, 메모리(22)에서 판독한 데이터에 의거하여 코팅 중인 박막이 코팅의 종단에 도달한 것으로 판단한 시점에서 모터 드라이버(30)에 대해 지령신호를 출력하여 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)를 역방향을 향해서 상기 데이터에 대응한 회전각도만큼 회전시키도록 제어한다. 그러므로, 도 2에 도시한 바와 같이, 서보 모터(11)의 회전력이 회전 축(10) 및 작동 연결기구(12)를 거쳐서 전달되어서, 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동 궤적에 따라서 작동 롤러(7)가 이동함으로써, 2점 쇄선으로 도시된 위치에서 실선으로 도시된 위치로 변위를 하여 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시킨다. 이에 의해, 기재(1)는 작동 롤러(7)에 의한 코팅 롤러(19)와의 접촉이 해제됨에 따라서 코팅 롤러(19)로부터 상방으로 이탈하게 되어서, 이탈한 위치에서 계속해서 주행을 하게 되므로, 기재(1)의 하측 표면에는 도포제(18)의 코팅 미형성구간이 형성되어 간다.

또, 컨트롤러(21)는, 작동 롤러(7)를 변위시키는 지령신호를 모터 드라이버(30)에 대해서 출력한 시점에 에어 실린더(17)의 압력 검출부(33)로부터 입력되는 공기압력 검출 값과 기준 값의 차가 0이 되는 값을 연산에 의해 산출하면서, 그 산출 값을 제어신호로 실린더 작동부(32)에 대해서 출력함으로써, 에어 실린더(17)의 공기압력을 항상 기준치로 일정하게 유지하도록 피드백 제어를 한다.

상기 에어 실린더(17)의 공기압력은 기재(1)에 걸려 있는 장력에 의한 반력(反力)에 대응하는 것이므로, 작동 롤러(7)의 이동에 따라서 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 접촉하는 힘이 서서히 감소함에 따라서 기재(1)에 걸리는 장력도 감소하는 상태가 되나, 이에 대응하여 에어 실린더(17)는 공기압력이 소정 값을 유지하도록 구동된다. 그러므로 텐션 롤러(8)는 에어 실린더(17)의 구동력을 자체의 지지 축(8a)에 받게 되어, 회동지지 축(13)을 지지점으로 한 회동궤적에 따라서 도 2의 2점 쇄선으로 도시한 위치에서 실선으로 도시한 위치를 향해서 이동하면서 기재(1)를 표면 측으로 전진시킨다. 즉, 텐션 롤러(8)는, 작동 롤러(7)가 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동되어 가는 것에 추종하도록 기재(1)를 표면 측으로 밀어내는 방향으로 이동되어서, 기재(1)에 대해서 기재(1)에 걸리는 장력이 소정 값을 유지하도록 기재(1)를 표면 측으로 밀어내므로, 작동 롤러(7)가 기재(1)로부터 이탈되는 과정에서도 기재(1)는 이완이 거의 발생하지 않고 기준 롤러(4)와 텐션 롤러(8) 사이에 배치되는 상태가 된다.

또, 상기 간헐코팅장치는, 직경 50㎜의 소형의 작동 롤러(7)를 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동시키는 것만으로 박막의 코팅 형성구간에서 코팅 미형성구간으로 이행(移行)할 수 있으므로, 매우 양호한 응답성으로 양 구간 사이를 전환할 수 있고, 앞에서 설명한 바와 같이 코팅 형성구간에서 코팅 미형성구간으로의 이행시에 기재(1)에 걸리는 장력을 일정하게 유지하도록 제어하여 기재(1)에 이완이 발생하는 것을 방지함으로써, 기재(1)에 도포제(18)를 항상 균일하게 도포할 수 있어서, 두께가 얇은 기재(1)에 막 두께가 20㎛ 이하의 극히 얇은 박막을 형성하는 경우에도, 그 박막의 도포부위의 종단부분은 기재(1)의 폭 방향을 향해서 종래와 같이 파선 형상이 되지 않고 정확한 직선형상이 된다.

또한, 컨트롤러(21)는 코팅 미형성구간의 종단에 이르렀다고 판단한 때에 모터 드라이버(30)에 대해서 지령신호를 출력하여 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)를 메모리(22)의 데이터에 대응한 회전각도만큼 회전시키도록 제어한다. 이에 의해, 작동 롤러(7)는 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서, 도 2에 도시된 위치에서 도 1에 도시된 위치를 향해서 이동되어서, 기재(1)를 표면 측으로 전진시켜서 다시 코팅 롤러(19)에 접촉하는 상태로 복귀하여, 기재(1)의 하면에 박막이 형성되기 시작한다. 이때, 기재(1)는, 작동 롤러(7)에 의해 코팅 롤러(19)에서 닥터 블레이드(24)가 배치되어 있는 측(도 1 및 도 2의 좌측)으로서 도포제(18)가 코팅되는 방향 측의 위치에서 접촉되므로, 기재(1)에 대한 박막의 형성위치가 매우 정확하게 위치결정이 된다. 이 효과는 상기에서 설명한 기재(1)를 코팅 롤러(19)에서 이탈시키는 경우에도 마찬가지로 얻을 수 있다.

또, 컨트롤러(21)는, 작동 롤러(7)를 변위시키는 지령신호를 모터 드라이버(30)에 대해 출력하는 시점에, 에어 실린더(17)의 압력 검출부(33)에서 입력하는 공기압력 검출 값과 기준 값과의 차가 0이 되는 값을 연산에 의해 산출하면서, 그 산출 값을 제어신호로 하여 실린더 작동부(32)에 대해서 출력함으로써, 에어 실린더(17)의 공기압력이 항상 기준 값으로 일정하게 유지되도록 피드백 제어를 한다. 즉, 작동 롤러(7)의 이동에 수반하여 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 서서히 접촉됨에 따라서 기재(1)에 걸리는 장력도 증가하는 상태가 되나, 이에 대응하여 에어 실린더(17)는 공기압력이 소정 값을 유지하도록 구동된다. 그러므로 텐션 롤러(8)는, 에어 실린더(17)의 후퇴에 수반하여 접촉하는 힘이 감소함에 따라서, 기재(1)의 증가하는 장력을 받아서 회동지지 축(13)을 지지점으로 한 회동궤적에 따라서, 도 2에 도시된 위치에서 도 1에 도시된 위치를 향해서 이동되면서 기재(1)의 장력의 증가분을 흡수해 간다.

즉, 상기 텐션 롤러(8)는, 작돌 롤러(7)가 기재(1)를 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동되어 가는 것에 추종하도록 기재(1)를 이면 측을 향해서 후퇴시키는 방향으로 이동되어서, 기재(1)에 대해서 기재(1)에 걸리는 장력이 소정 값을 유지하도록 기재(1)의 장력 증가분을 흡수하는 기능을 한다. 그러므로 형성되는 박막의 주행방향의 코팅 시작 단은 폭 방향에 따라서 정확한 직선형상이 된다.

또, 상기 간헐코팅장치에서는, 박막의 코팅 형성구간에서 코팅 미형성구간으로 전환될 때에 작동 롤러(7)만이 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키도록 이동할 뿐으로, 그 최종 단계에서 설사 기재(1)로부터 이탈하였다고 해도 기재(1)가 항상 정위치에 있는 기준 롤러(4)에 접촉하는 상태로 주행하고 있다. 따라서 도 6의 종래 장치와 같이 한 쌍의 자세제어 롤러(41, 42)를 쌍으로 하여 함께 기재(40)로부터 이탈하도록 하는 것과는 달리, 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 이탈한 경우에도 기재(1)는 위치가 고정된 기준 롤러(4)를 통해서 코팅 스테이션(3)에서의 기준 위치에서 주행하고 있으므로, 박막의 코팅 미형성구간에서 코팅 형성구간으로 전환할 때에 작동 롤러(7)가 기준 롤러(4)를 기준으로 하여 결정되는 원래의 위치로 복귀되어서, 박막의 간헐코팅의 정밀도가 한층 향상된다. 또한, 작동 롤러(7)는 회전각도를 높은 정밀도로 제어할 수 있는 서보 모터(11)의 회전력을 구동 원으로 하여 이동되므로, 이동 위치를 높은 정밀도로 위치결정 할 수 있다.

다음에, 상기 간헐코팅장치를 이용하여 전지용 극판을 제조하는 경우에 대해서 그 공정 순을 나타내는 도 5 A~도 5 C를 참조하면서 설명한다. 먼저, 도 5 A에 도시한 바와 같이, 동박 또는 알루미늄 박으로 이루어지는 띠 형상의 집전체(35)를 기재로 하여, 그 집전체(35)의 표면에 양극 또는 음극의 활물질 층의 코팅 층(36)을 간헐적으로 형성한다. 여기서, 집전체(35)의 두께는 10㎛이고, 활물질 층(36)의 두께는 90㎛이다. 집전체(35)에서 활물질 층(36)의 양측에 존재하는 코팅 미형성구간의 일방은 리드의 접속부로 활용된다.

또한, 활물질 층(36)은, 양극인 경우에는 그 활물질로, 예를 들어 코발트 및 그 변성체(알루미늄이나 마그네슘을 고용시킨 고용체(固溶體) 등) 등의 복합 산화물을 이용하며, 그 활물질에 결착제 및 도전재료를 혼합하여 최적의 점도가 되도록 혼련(混練)한 합제(合劑) 슬러리에 의해 형성하고, 음극인 경우에는 그 활물질로, 예를 들어 각종 천연흑연 및 인조흑연, 실리사이드 등의 실리콘 계열의 복합 재료를 이용하며, 이 활물질에 결착제 및 도전재료를 혼합하여 최적의 점도가 되도록 혼련한 합제 슬러리에 의해 형성한다.

이어서, 도 5 B에 도시한 바와 같이, 활물질 층(36)을 형성한 집전체(35)를 기재로 하여 주행시키면서, 활물질 층(36)의 주행방향에서의 시작 단과 도포 종 단(36a)을 반사식 광전 센서(38)로 검출하여, 도 3에 2점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 상기 검출 위치에 의거하여 컨트롤러(21)가 코팅 피치를 산출하고, 그 산출한 코팅 피치에 의거하여 필러로 이용하는 무기산화물과 소량의 결착제를 혼련하여 이루어지는 도포제를 활물질 층(36)의 코팅 시작 단의 바로 앞의 위치에서부터 도포 종단(36a)의 후방위치까지 간헐적으로 도포함으로써, 활물질 층(36) 전체를 피복 하는 다공성 보호막(39)을 형성하며, 이에 의해, 전지용 극판이 완성된다. 다공성 보호막(39)은 건조 후에 6㎛ 정도의 극히 얇은 막 두께를 갖는 것이나, 이와 같은 얇은 막 두께의 다공성 보호막(39)이라도 상기 간헐코팅장치를 이용함으로써 상술한 바와 같이 높은 정밀도로 형성할 수 있다.

상기 도포제의 필러로 무기산화물을 이용하는 것은, 전지용 극판에서 내열성이 필요한 것은 물론, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지의 사용범위 내에서 전기화학적으로 안정된 요건을 만족하면서 도포제 화(塗布劑 化)에 적합한 재료로 무기산화물이 가장 바람직하기 때문이다. 또한, 무기산화물로는 전기화학적 안정성의 관점에서 알루미나를 이용하는 것이 가장 바람직하며, 이 알루미나의 1.2㎛ 정도의 입자에 소량의 결착제를 첨가하여 혼련한 도포제를 이용한다.

또, 이와 같이 하여 형성된 다공성 보호막(39)은, 도 5 B에 도시한 바와 같이, 그 종단부분(39a)이 상술한 이유에 의해 집전체(35)의 폭 방향을 향해서 파선 형상이 되지 않고 정확한 직선형상이 되는 동시에, 다른 부분보다도 약간 큰 막 두께로 팽창하여 부풀어오른 형상이 된다. 이와 같은 부풀어오른 형상의 종단부분(39a)은 이하와 같이 하여 형성된 것이다. 즉, 도 5 C에 도시한 바와 같이, 기재 로서의 집전체(35)의 주행방향에 대해 역방향으로 회전되는 코팅 롤러(19)는 집전체(35)의 주행속도보다도 빠른 회전속도로 회전되고 있으므로, 집전체(35)와 코팅 롤러(19) 사이의 속도 차에 기인하여, 코팅 롤러(19)와 집전체(35)의 접촉부위에 대해 도포제(60)의 공급 측에서 쐐기형상의 단면형상으로 이루어지는 작은 공간(61)에 소량의 도포제(60)가 체류하게 되며, 집전체(35)가 코팅 롤러(19)에서 이탈할 때에 이 소량의 도포제(60)가 그대로 집전체(35)에 부착해서 부풀어오른 형상의 종단부분(39a)이 형성된다.

그러나 상기 부풀어오른 형상의 종단부분(39a)은 활물질 층(36)의 도포 종단(36a)의 후방 측에 있는 집전체(35) 상에 형성되는 것이므로, 선단이 활물질 층(36)의 상면보다도 높아지는 경우가 없어서, 전지용 극판으로 이용하는 경우에 저해요인이 되지는 않으므로, 아무런 지장도 발생하지 않는다.

본 실시 예와 같은 박막의 간헐코팅방법은 이하와 같은 현저한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 작동 롤러(7)를 기재(1)의 이면 측에서 후퇴시키거나 또는 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시키는 것만의 간단한 수단에 의해 박막의 코팅 형성구간과 코팅 미형성구간을 상호 전환할 수 있으므로, 매우 양호한 응답성으로 전환을 할 수 있다. 또, 작동 롤러(7)가 기재(1)에 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동할 때에, 작동 롤러(7)의 이동에 추종하여 기재(1)에 대해서 당해 기재(1)에 걸리는 장력이 항상 소정 값을 유지하도록 텐션 롤러(8)를 이동 제어하므로, 작동 롤러(7)가 기재(1)에 대해서 접촉 또는 이탈하는 과정에서 기재(1)가 기준 롤러(4)와 텐션 롤러(8) 사이에 배치된 상태로 유지할 수 있어서, 기재(1)에 이완이 거의 발생하지 않으므로, 기재(1)의 폭 방향에서 종래와 같이 파선 형상이 되지 않고 정확한 직선형상으로 확실하게 도포제(18)를 코팅할 수 있다는 현저한 효과를 얻을 수 있다.

그러나 상기 간헐코팅방법은, 비교적 좁은 폭을 갖는 기재(1)를 어느 범위 내의 주행속도로 이송하는 경우에 상술한 효과를 발휘하는 것이나, 기재(1)가 예를 들어 500㎜ 이상의 비교적 큰 폭을 갖는 광폭인 경우에는 아직 해결되지 않은 새로운 문제점이 발생한다.

즉, 상기 간헐코팅방법에서는, 작동 롤러(7)가 기재(1)로부터 이탈하는 방향으로 이동함에 따라서 기재(1)에 대해서 기재(1)에 걸리는 장력이 항상 소정 값을 유지하도록 텐션 롤러(8)를 이동시키는 제어가 이루어지나, 기재(1)와 코팅 롤러(19)가 항상 균일한 접촉상태를 유지하기 위해서 가장 중요한 것은 기재(1)에서의 코팅 롤러(19)와의 대향 개소의 장력을 항상 일정하게 유지하는 것이다.

상술한 기재(1)에서의 코팅 롤러(19)와의 대향 개소의 장력은, 도포제(18)의 코팅시에 가급적 접근 배치된 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 사이의 짧은 영역에 기재(1)가 배치됨으로써 부여되나, 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 이탈하는 박막의 도포 종단의 형성시에는 기준 롤러(4)와 텐션 롤러(8) 사이의 비교적 긴 영역에 기재(1)가 배치됨으로써 부여되게 된다. 이때, 작동 롤러(7)가 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동시킴에 따라서 기재(1)에 발생하는 이완은 기재(1)를 향해서 전진하는 텐션 롤러(8)가 기재(1)에 장력을 부여하여 흡수하게 되나, 기재(1)가 광폭인 경우에는, 이 기재(1)에서의 기준 롤러(4)와 텐션 롤러(8) 사이의 비교적 긴 영역에서 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 이탈할 때에, 기재(1)에 폭 방향으로 물결 형상의 작은 이완이 발생하여 도포제(18)의 코팅 얼룩이 발생하므로, 박막의 코팅 종단이 부분적으로 정확한 직선형상이 되지 않는다. 기재(1)에 상기 물결형상의 이완이 발생하는 것은, 광폭의 기재(1)에 제작시에 발생하는 폭 방향의 왜곡이 있고, 또, 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 이탈할 때에 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 대향하는 개소의 장력이 비교적으로 서로 멀리 떨어진 기준 롤러(4)와 텐션 롤러(8) 사이에 기재(1)가 배치됨으로써 부여되는 것에 의한 것이다.

그래서, 도 6 및 도 7에 도시하는 다른 실시 예에서는, 상기와 같은 문제점을 감안하여, 도 1 및 도 2에 도시한 앞의 실시 예에 대해서, 비교적 폭이 넓은 기재에 대해서 도포제를 고속으로 간헐적으로 코팅 형성할 때에도 도포부위의 종단이 우수한 직선형상이 되는 정밀도가 높은 형상을 갖는 박막을 형성할 수 있게 하고 있다.

이에 대해서 설명하면, 도 6은 박막이 코팅되는 상태를, 도 7은 박막이 코팅되지 않는 상태를 각각 도시하고 있다. 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 코팅 스테이션(3)에서 기재(1)는 앞의 실시 예보다도 약간 축간거리를 길게 한 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7)에 배치되는 동시에, 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 중간에 배치된 백업 롤러(5)와 이들의 하방에 배치된 코팅 롤러(19) 사이를 통과하고, 기준 롤러(4)와 백업 롤러(5) 사이 및 백업 롤러(5)와 작동 롤러(7)에 의해 이면 측에서 지지가 되는 동시에, 그들 사이에서 각각 일정한 장력이 인가되어 주행하며, 상기 백업 롤러(5)에 의해서 기재(1)의 표면 측에 배치된 코팅 롤러(19)에 대해서 기 재(1)를 소정의 접촉압력으로 누르면서 주행시켜서, 코팅 롤러(19)의 외주 면에 저장된 도포제(18)를 기재(1)의 표면에 전사하여 박막을 코팅 형성하도록 하고 있다. 다른 구성은 도 1 및 도 2에 도시한 실시 예와 특별하게 다른 부분은 없으며, 공통되는 부재에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략하고 있다.

백업 롤러(5)는, 백업 롤러(5)가 자유롭게 회전하도록 지지하는 지지 축(6)이 에어 실린더(15)에 연결되고, 박막의 코팅 형성구간을 형성할 때에 백업 롤러(5) 자체의 하단부분이 기준 롤러(4)와 작동 롤러(7) 각각의 하단을 연결하는 수평위치보다 약간 위쪽이 되는 높이의 위치(도 6의 실선 및 도 7의 2점 쇄선으로 각각 표시하는 위치)에 유지되며, 한편, 박막의 코팅 형성구간을 형성할 때에는 에어 실린더(15)의 구동에 의해서 도 6의 실선으로 도시하는 상한위치까지 끌어 올려진다. 여기서, 백업 롤러(5)는 도 7의 2점 쇄선 위치에서 실선 위치를 향해 한꺼번에 끌어 올려지는 것은 아니며, 텐션 롤러(8)의 이동에 추종하여 위쪽으로 이동된다. 이에 대한 상세에 대해서는 후술한다.

상기 백업 롤러(5)의 하방에는, 박막의 코팅 형성구간을 형성할 때의 높이의 위치에 있는 백업 롤러(5)와의 사이에서 기재(1)가 삽입될 수 있는 높이의 위치에, 도면상에서 기재(1)의 하측 표면에 도포제(18)를 전사하여 코팅을 하기 위한 코팅 롤러(19)가 설치되어 있다.

도 8은 본 실시 예의 상기 간헐코팅장치에서의 구동 제어계의 블록을 나타내며, 컨트롤러(21)는, 텐션 롤러(8)를 기재(1)의 이면으로 후퇴시키고, 또, 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 진퇴(進退) 이동시키는 에어 실린더(17)의 작동제 어 타이밍에 추종하여, 실린더 작동부(16)를 통해서 도 6 및 도 7의 에어 실린더(15)를 구동 제어함으로써, 백업 롤러(5)를 상하방향으로 이동시키는 제어를 한다. 컨트롤러(21)에 의한 다른 제어는 도 2의 실시 예의 경우와 특히 다른 점이 없으므로, 공통되는 부재에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

다음에, 상기 간헐코팅장치의 구성의 상세 및 간헐코팅공정에 대해서 설명한다. 도 3의 컨트롤러(21)에 의한 동작 제어에 의해, 도 6에 도시한 바와 같이, 작동 롤러(7)가 기준 롤러(4)에 대해서 동일한 높이의 위치에서 서로 평행하게 대향하며, 기재(1)의 표면 측, 즉 하방으로 전진시켜서 코팅 롤러(19)에 접촉시키고 있는 상태에서는, 이 작동 롤러(7)와 기준 롤러(4)의 중간에 위치하는 백업 롤러(5)는 에어 실린더(15)에 의해서 기재(1)를 소정의 접촉압력으로 코팅 롤러(19)에 접촉시키는 하한위치에 유지되고 있고, 코팅 롤러(19)의 도포제 저장 홈(19b) 내에 충전되어 있는 도포제(18)가 기재(1)의 백업 롤러(5)에 의해서 코팅 롤러(19)에 접촉되어 있는 개소에 전사하여 코팅되어 간다. 따라서 비교적 폭이 넓은 기재(1)에 도포제(18)를 간헐적으로 코팅하는 경우에도, 도포제(18)가 코팅되는 상태와 코팅이 되지 않는 상태가 반복됨에 따라서 기재(1)에서 주름이나 혹은 조여든 부분의 발생이 백업 롤러(5)에 의해서 억제되어서, 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 접촉하는 접촉압력이 소정 값으로 유지되므로, 도포제(18)의 얼룩의 발생을 억제하여 안정적으로 균일하게 코팅을 할 수 있다. 이에 의해, 기재(1)의 주행속도에 관계없이 기재(1)의 하측 표면에는 코팅된 도포제(18)에 의해서 얼룩의 발생이 없는 매우 정밀한 박막이 형성되어 간다.

이상은 도 6의 배치에 의해서 백업 롤러(5) 및 코팅 롤러(19)의 협동에 의해서 기재(1)에 도포제(18)를 전사하여 코팅하면서 박막을 형성하는 공정에 대한 설명이나, 이에 대해 컨트롤러(21)는, 메모리(22)에서 판독한 데이터에 의거하여, 코팅 중인 박막이 코팅의 종단에 도달한 것으로 판정한 시점에 작동 롤러(7)가 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동함으로써, 2점 쇄선으로 도시된 위치에서 실선으로 도시된 위치로 이동하여, 기재(1)를 이면 측으로 후퇴시키는 방향으로 이동시키면서, 최종 단계에 기재(1)로부터 이탈하도록 한다. 이에 병행하여, 작동 롤러(7)를 이동시키는 지령신호를 출력한 시점에 에어 실린더(17)의 공기압력을 항상 기준 값으로 일정하게 유지함으로써, 작동 롤러(7)가 기재(1)로부터 이탈하는 방향으로 이동되어 가는 것에 추종하도록 기재(1)를 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 텐션 롤러(8)를 이동시켜서, 기재(1)에 대해서 기재(1)에 걸리는 장력이 소정 값을 유지하도록 텐션 롤러(8)가 기재(1)를 밀어내므로, 작동 롤러(7)가 이탈되는 과정에서 기재(1)는 이완이 거의 발생하지 않는 상태로 백업 롤러(5)와 텐션 롤러(8) 사이에 위치하게 된다.

또, 컨트롤러(21)는, 모터 드라이버(30)에 대해서 지령신호를 출력하여 작동 롤러 회동용 서보 모터(11)의 회전을 제어하는 동시에, 실린더 작동부(16)에 대해 지령신호를 출력하여 에어 실린더(15)를 구동시킴으로써, 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 조금 이탈하는 소정 거리만큼 백업 롤러(5)를 이동시킨다. 이때, 컨트롤러(21)는 압력 검출부(33)에서 입력되는 공기압력 검출 값에 대응한 속도로 백업 롤러(5)가 코팅 롤러(19)에 대해서 이탈하는 방향으로 이동하도록 실린더 작동 부(16)를 통해서 에어 실린더(15)를 작동시키도록 제어한다.

상술한 바와 같이, 백업 롤러(5)를 텐션 롤러(8)의 작동에 추종하여 이동시킴으로써, 특히, 기재(1)로 폭이 500㎜ 이상의 비교적 넓은 것을 사용한 경우에는, 작동 롤러(7)가 기재(1)로부터 이탈하는 방향으로 이동함에 따라서 발생하려고 하는 기재(1)의 이완의 대부분이 기재(1)를 향해서 전진하는 텐션 롤러(8)가 기재(1)에 장력을 부여하는 것에 의해 흡수되는 동시에, 광폭인 띠 형상의 기재(1)가 갖는 제작시의 왜곡에 기인하여 기재(1)의 폭 방향에 물결형상으로 발생하려고 하는 약간의 이완은 기재(1)에서 텐션 롤러(8)와의 사이의 부분에 소정의 장력을 부여하는 백업 롤러(5)에 의해서 흡수된다. 이와 같이 광폭의 기재(1)에서도 폭 방향으로 물결형상의 이완이 발생하는 것을 억제할 수 있으므로, 도포제(18)의 얼룩이 발생하지 않고, 박막이 코팅되는 종단부분을 정확한 직선형상으로 형성할 수 있다.

또, 기재(1)의 주행속도를 빠르게 한 경우에는, 상술한 바와 같이, 백업 롤러(5)에 의해서 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 접촉하는 접촉압력을 항상 소정 값으로 유지해서, 도포제(18)의 얼룩의 발생을 억제하여 안정적으로 균일하게 코팅할 수 있고, 이에 더하여, 기재(1)의 코팅 롤러(19)에 대한 접촉시간은 주행속도가 빨라짐에 따라서 짧아지므로, 텐션 롤러(8)를 작동 롤러(7)에 추종하여 진출 이동시키는 타이밍이 약간 지연될 수 있으나, 이 지연에 기인하여 기재(1)가 코팅 롤러(19)로부터 이탈할 때에 기재(1)에 발생하려고 하는 폭 방향으로 물결형상으로 발생하는 이완은 백업 롤러(5)가 텐션 롤러(8)에 추종하여 작동됨으로써 흡수된다. 따라서 기재(1)의 주행속도를 빠르게 한 경우에도 코팅 부위의 종단이 정확한 직선형상 이 되는 박막을 확실하게 코팅 형성할 수 있다.

또, 컨트롤러(21)는, 코팅 미형성구간의 종단에 도달한 것으로 판단한 때에는, 작동 롤러(7)가 회전 축(10)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서, 도 7에 도시한 위치에서 도 6에 도시한 위치를 향해서 이동됨으로써, 기재(1)를 다시 코팅 롤러(19)에 접촉시키는 상태로 복귀시켜서 기재(1)의 하면에 박막이 형성되기 시작한다.

또, 컨트롤러(21)는, 작동 롤러(7)를 이동시키는 지령신호를 모터 드라이버(30)에 대해서 출력한 시점에서, 즉, 작동 롤러(7)의 이동에 수반하여 기재(1)가 코팅 롤러(19)에 접촉되어 장력이 증가함에 따라서, 에어 실린더(17)의 공기압력이 항상 기준 값으로 일정하게 유지되도록 제어함으로써, 텐션 롤러(8)가 에어 실린더(17)의 후퇴에 수반하여 기재(1)에 대한 압출력이 감소하며, 기재(1)의 상기 증가하는 장력을 받아서 도 2에 도시한 위치에서 도 1에 도시한 위치를 향해서 이동되면서 기재(1)의 장력 증가분을 흡수해 간다.

컨트롤러(21)는 상기 텐션 롤러(8)의 작동상황에 대응하여 압력 검출부(33)에서 입력되는 공기압력 검출 값에 대응하는 속도로 백업 롤러(5)가 코팅 롤러(19)를 향해 근접하는 방향으로 이동하도록 실린더 작동부(16)를 통해서 에어 실린더(15)를 작동 제어한다. 그러므로 광폭의 띠 형상인 기재(1)가 갖는 제작시의 왜곡에 기인하여 기재(1)의 폭 방향에 물결형상으로 발생하려고 하는 약간의 이완은 기재(1)에서의 텐션 롤러(8)와의 사이의 부분에 소정의 장력을 부여하는 백업 롤러(5)에 의해서 흡수되므로, 박막이 주행하는 방향의 코팅부위가 시작되는 부분도 폭 방향에 따라서 정확한 직선형상으로 형성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 20㎛ 이하의 극히 얇은 막 두께의 박막을 높은 생산성으로 간헐적으로 코팅을 하면서도, 코팅 부위의 종단이 우수한 직선형상으로 형성할 수 있으므로, 특히, 전지용 극판의 활물질 층 및 이들의 다공성 보호막의 형성공정에 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (19)

1. 띠 형상의 기재(base material, 1, 35)의 이면 측을 서로 평행한 위치에 대치된 고정의 기준 롤러(4)와 이동 가능한 작동 롤러(7)에 배치하고, 상기 기준 롤러와 작동 롤러에 평행이 되도록 도포제(18) 코팅 개소를 유지해서, 한 방향으로 주행시키는 동시에, 상기 기준 롤러와 작동 롤러의 중간 개소의 상기 기재에 도포제를 저장한 코팅 롤러(19)를 접촉시켜서, 상기 기재의 표면에 도포제를 전사하여 코팅함으로써 박막을 코팅 형성하며,

   상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에서 이탈시키고, 이에 연동하여 텐션 롤러(8)를 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재에 장력을 부여하며,

   그 후, 상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진하는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에 접촉시키고, 이에 연동하여 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재에 부여하는 장력을 감소시켜서, 상기 기재의 표면에 상기 박막을 간헐적으로 배치하여 형성하며,

   상기 기재에 걸리는 장력이 항상 일정하게 되도록, 상기 작동 롤러가 상기 기재의 이면 측에서 후퇴하는 방향으로 이동하는 것에 추종하여, 상기 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향과 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으 로 이동시키도록 제어하는 박막의 간헐코팅방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   작동 롤러(7)와 텐션 롤러(8)가 코팅 롤러(19)에 대해 기재(1)의 주행방향 측에 배치되어 있는 박막의 간헐코팅방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   코팅 롤러(19)로 40㎜~60㎜의 직경을 갖는 것을 이용하는 박막의 간헐코팅방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   기준 롤러(4)와 작동 롤러(7)를 각각의 축간거리가 코팅 롤러(19)의 직경의 1.2배 이상 2.5배 이하로 설정한 배치로 설치된 박막의 간헐코팅방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   코팅 롤러(19)로, 다수의 도포제 저장 홈(19b)이 상기 코팅 롤러의 축심(軸心)에 대해 소정의 각도로 경사지고, 또한 상호 평행한 배치로 외주 면 전체에 각설(刻設)된 것을 이용하여, 기재(1)의 주행방향과는 역방향으로 회전시키는 동시에, 닥터 블레이드(24)가 상기 코팅 롤러에서 서로 인접하는 상기 도포제 저장 홈과 도포제 저장 홈 사이에 설치된 평탄면 부분(19c)을 일정한 압력으로 눌러서, 상 기 코팅 롤러에 저장된 도포제(18)의 잉여분을 긁어내도록 한 박막의 간헐코팅방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   회전 축(10)과 작동 롤러의 지지 축(7a)을 작동 연결기구(12)로 상호 연결해서, 상기 작동 롤러(7)가 상기 회전 축을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동하는 것에 추종하여, 텐션 롤러(8)를 그 자체의 지지 축(8a)이 연결기구(14)를 통해서 연결된 회전지지 축(13)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동 가능하게 설치함으로써 기재(1)에 대해 당해 기재의 이면 측에서 일정한 압력을 인가하여, 상기 기재에 부여된 장력을 일정하게 유지하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
7. 청구항 1에 있어서,

   기재(35)의 표면에 코팅 층(36)을 간헐적인 배치로 코팅 형성한 후, 상기 코팅층이 코팅되는 시작 단과 코팅 종단(36a)을 센서(38)로 검출하여, 이 코팅층 전체를 피복 하는 박막(39)을 상기 코팅층에 대응하는 간헐적인 배치로 코팅 형성하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   동박(銅箔) 또는 알루미늄 박(箔)을 기재(35)로 이용하고, 전지용 활물질 층을 코팅층(36)으로 상기 기재의 표면에 코팅하며, 다공성 보호막을 박막(39)으로 상기 코팅층의 전체 표면 및 상기 기재의 일부에 코팅 형성하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
9. 청구항 1에 있어서,

   박막(39)의 기재(35)의 주행방향에 대한 종단부분(39a)이, 상기 기재의 폭 방향을 향해서 직선형상이면서, 소정의 막 두께보다도 약간 큰 막 두께로 팽창한 형상으로 형성한 박막의 간헐코팅방법.
10. 띠 형상의 기재(1, 35)의 이면 측을 서로 평행한 위치에 대치된 고정의 기준 롤러(4)와 이동 가능한 작동 롤러(7) 및 이들 양 롤러의 중간위치에 배치된 백업 롤러(5)에 각각 배치하여, 상기 기준 롤러 및 작동 롤러와 평행하게 되도록 도포제(18)의 코팅 개소를 유지시키는 동시에, 상기 백업 롤러에 의해 상기 기재를 그 표면 측에 배치된 코팅 롤러에 대해서 소정의 접촉압력으로 눌러서 한 방향으로 주행시켜서, 상기 기재의 표면에 상기 코팅 롤러(19)의 외주 면에 저장된 도포제를 전사하여 박막을 코팅 형성하며,

    상기 작동 롤러를 소정의 타이밍에 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에서 이탈시키며, 이 이동에 연동하여 텐션 롤러를 상기 기재의 이면 측에서 후퇴시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재에 부여되는 장력을 감소시키는 동시에, 상기 백업 롤러를 상기 기재의 표면 측을 향해서 전진시키는 방향으로 이동시켜서 상기 기재를 상기 코팅 롤러에 접촉시 킴으로써 상기 기재의 표면에 상기 박막을 간헐적인 배치로 형성하는 박막의 간헐코팅방법.
11. 청구항 10에 있어서,

    기재(1)에 걸리는 장력이 항상 일정하게 되도록, 작동 롤러(7)가 상기 기재에 대해서 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동하는 것에 추종하여, 텐션 롤러(8)를 상기 기재에 대해 접촉 또는 이탈하는 방향으로 이동시키도록 제어하는 동시에, 백업 롤러(5)를 상기 텐션 롤러의 작동에 추종하도록 작동 제어하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
12. 청구항 10에 있어서,

    작동 롤러(7)와 텐션 롤러(8)가 코팅 롤러(19)에 대해 기재(1)의 주행방향 측에 배치되어 있는 박막의 간헐코팅방법.
13. 청구항 10에 있어서,

    코팅 롤러(19)로 40㎜~60㎜의 직경을 갖는 것을 이용하는 박막의 간헐코팅방법.
14. 청구항 10에 있어서,

    기준 롤러(4)와 작동 롤러(7)를 각각의 축간거리가 코팅 롤러(19)의 직경의 1.2배 이상 2.5배 이하로 설정한 배치로 설치된 박막의 간헐코팅방법.
15. 청구항 10에 있어서,

    코팅 롤러(19)로, 다수의 도포제 저장 홈(19b)이 상기 코팅 롤러의 축심에 대해 소정의 각도로 경사지고, 또한 상호 평행한 배치로 외주 면 전체에 각설 된 것을 이용하여, 기재(1)의 주행방향과는 역방향으로 회전시키는 동시에, 닥터 블레이드(24)가 상기 코팅 롤러에서 서로 인접하는 상기 도포제 저장 홈과 도포제 저장 홈 사이에 설치된 평탄면 부분(19c)을 일정한 압력으로 눌러서, 상기 코팅 롤러에 저장된 도포제(18)의 잉여분을 긁어내도록 한 박막의 간헐코팅방법.
16. 청구항 10에 있어서,

    회전 축(10)과 작동 롤러의 지지 축(7a)을 작동 연결기구(12)로 상호 연결해서, 상기 작동 롤러(7)가 상기 회전 축을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동하는 것에 추종하여, 텐션 롤러(8)를 그 자체의 지지 축(8a)이 연결기구(14)를 통해서 연결된 회전지지 축(13)을 지지점으로 하는 회동궤적에 따라서 이동 가능하게 설치함으로써 기재(1)에 대해 당해 기재의 이면 측에서 일정한 압력을 인가하여, 상기 기재에 부여된 장력을 일정하게 유지하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
17. 청구항 10에 있어서,

    기재(35)의 표면에 코팅 층(36)을 간헐적인 배치로 코팅 형성한 후, 상기 코 팅층의 코팅 시작 단과 코팅 종단(36a)을 센서(38)로 검출하여, 이 코팅층 전체를 피복 하는 박막(39)을 상기 코팅층에 대응하는 간헐적인 배치로 코팅 형성하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
18. 청구항 17에 있어서,

    동박 또는 알루미늄 박을 기재(35)로 이용하고, 전지용 활물질 층을 코팅층(36)으로 상기 기재의 표면에 코팅하며, 다공성 보호막을 박막(39)으로 상기 코팅층의 전체 표면 및 상기 기재의 일부에 코팅 형성하도록 한 박막의 간헐코팅방법.
19. 청구항 10에 있어서,

    박막(39)의 기재(35)의 주행방향에 대한 종단부분(39a)이, 상기 기재의 폭 방향을 향해서 직선형상이면서, 소정의 막 두께보다도 약간 큰 막 두께로 팽창한 형상으로 형성한 박막의 간헐코팅방법.

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