KR20220144878A - 코팅 시스템 - Google Patents

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야오후이 왕
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펑 진
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Abstract

본 출원은 코팅 기술분야에 관한 것으로, 코팅 시스템을 제공한다. 코팅 시스템은 서로 독립적인 적어도 2개의 분배 챔버가 구비되고, 분배 챔버 각각이 코팅 개구부를 가지는 코팅 헤드; 분배 챔버에 연결되어 분배 챔버에 슬러리를 공급하는 피더; 및 적어도 하나의 분배 챔버와 피더의 사이에 설치되고 해당 분배 챔버가 피더와 연통하거나 차단하도록 하는 밸브;를 포함한다. 동일 코팅 헤드를 통해 다층 코팅을 이룰 수 있으며 슬러리를 여러 층으로 나누어 기재에 다회로 코팅하여 기재에 일정한 코팅 두께를 형성함으로써, 하나의 분배 챔버에 슬러리를 집중하는 경우에 비해 각 분배 챔버의 내부 압력이 낮아서 립 마모를 줄일 수 있다. 각 층의 코팅은 동일 코팅 헤드에 의해 이루어지므로 층간 코팅 시간 간격을 짧게 하고 층 간에 더 나은 접착 성능을 가지게 한다. 밸브가 설치됨으로써 이 코팅 시스템이 부분적으로 얇은 코팅을 달성할 수 있도록 한다.

Description

코팅 시스템
본 출원은 "코팅 시스템"이라는 명칭으로 2021년 01월 22일에 출원된 중국특허출원 제202120187158X호에 대하여 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 사항은 본 문서에 참조로 삽입된다.
본 출원은 코팅 기술분야에 관한 것으로, 구체적으로는, 코팅 시스템에 관한 것이다.
리튬 전지 극판의 코팅 공정에서, 피막의 면밀도를 균일하고 일치하게 한 목적을 달성하기 위해, 단층 및 단일 챔버의 코팅 헤드를 이용하여 코팅 헤드의 립(lip)을 통해 슬러리를 집전체에 지속적으로 분사하여 코팅을 수행한다. 그러나 코팅 두께가 일정할 경우, 단층 코팅 헤드의 챔버 압력이 커서 립이 마모되기 쉽고 코팅 공정 중 중량 변동이 발생하게 된다. 따라서, 기존 기술에서 슬러리를 여러 층으로 나누어 집전체에 다회로 코팅하여 집전체에 일정한 코팅 두께를 형성함으로써 코팅할 때마다 코팅 헤드 챔버의 내부 압력이 상대적으로 낮도록 하고 립의 마모를 줄일 수 있지만 층간 코팅에 시간 간격이 있어 층 간의 접착 성능이 떨어지고 상대적으로 벗겨지기 쉬운 것이다.
본 출원의 실시예는 다층 코팅 시 층간 접착 성능이 떨어진 문제점을 개선하기 위한 코팅 시스템을 제공한다.
본 출원의 실시예는, 기재를 코팅하여 극판을 형성하기 위한 코팅 시스템에 있어서, 서로 독립적인 적어도 2개의 분배 챔버가 구비되고, 분배 챔버 각각이 코팅 개구부를 가지는 코팅 헤드; 상기 분배 챔버에 연결되어 상기 분배 챔버에 슬러리를 공급하는 피더; 및 적어도 하나의 분배 챔버와 상기 피더의 사이에 설치되고 해당 분배 챔버가 상기 피더와 연통하거나 차단하도록 하는 밸브;를 포함하는, 코팅 시스템을 제공한다.
상기 기술적 해결방법에서, 코팅 헤드에는 코팅 개구부를 가지는 복수의 분배 챔버가 구비되고, 각 분배 챔버는 대응하게 한 층을 코팅할 수 있으며, 즉, 동일 코팅 헤드를 통해 다층 코팅을 이룰 수 있고, 슬러리를 여러 층으로 나누어 기재에 다회로 코팅하여 기재에 일정한 코팅 두께를 형성할 수 있음으로써, 코팅할 때마다, 하나의 분배 챔버에 슬러리를 집중하는 경우에 비해 코팅 헤드의 각 분배 챔버의 내부 압력이 낮아서, 립 마모를 줄일 수 있다. 그리고 각 층의 코팅은 동일 코팅 헤드에 의해 이루어지고 층간 코팅의 시간 간격이 짧기 때문에, 각 층의 코팅이 동시에 이루어질 수 있고, 또한 각 코팅 개구부에서 토출된 슬러리는 코팅 헤드의 립에서 먼저 접착된 다음 기재에 코팅될 수 있어 층 간에 더 나은 접착 성능을 가지게 되어, 상대적으로 벗겨지기 쉽지 않을 것이다. 또한, 적어도 하나의 분배 챔버와 피더 사이에 밸브가 설치됨으로써 이 코팅 시스템이 부분적으로 얇은 코팅을 이룰 수 있도록 한다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 코팅 시스템은 상기 기재를 이송하는 백 롤러;를 더 포함하고, 상기 각 코팅 개구부는 토출 방향이 상기 백 롤러의 직경의 연장 방향과 일치한다.
상기 기술적 해결방법에서, 코팅 개구부의 토출 방향은 백 롤러의 직경 방향과 일치하게 함으로써 코팅 헤드의 립에 의한 슬러리 긁힘을 피할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 적어도 2개의 분배 챔버 중 하나의 분배 챔버는 코팅 개구부의 토출 방향이 수평으로 배열된다.
상기 기술적 해결방법에서, 코팅 헤드의 코팅 개구부 중 하나의 코팅 개구부는 토출 방향이 수평으로 배열됨으로써 코팅 헤드의 립에 의한 슬러리 긁힘을 피할 수 있다. 코팅 작업 중에 코팅 헤드가 상하로 진동할 수 있어서, 수평으로 배치된 코팅 개구부도 코팅 헤드와 함께 상하로 진동하는데, 이렇게 수평으로 배치된 코팅 개구부는 상하 방향으로만 위치가 변경되고, 백 롤러 중심으로부터의 수평 거리가 변경되지 않아, 이 코팅 개구부에서 토출된 슬러리의 코팅 두께에 영향을 미치지 않고 코팅 품질을 확보하는데 유리하다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 코팅 시스템은 상기 코팅 개구부에서의 공압을 안정적으로 유지하는 흡착 장치;를 더 포함한다.
상기 기술적 해결방법에서, 흡착 장치는 코팅 개구부에서의 공압을 안정적으로 유지할 수 있어, 코팅 개구부에서의 슬러리가 기류 변동의 영향을 받지 않도록 하고 슬러리와 기재 사이의 친화력을 증가시키며 코팅 균일도를 향상시킬 수 있어 코팅 품질을 향상시키게 된다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 코팅 시스템은 상기 코팅 헤드의 하류측에 위치하고, 얇은 코팅 위치 또는 코팅되지 않은 위치를 표시하도록 상기 기재에서 코팅되지 않은 영역에 마크를 하는 마킹 장치;를 더 포함한다.
상기 기술적 해결방법에서, 마킹 장치가 설치됨으로써 얇은 코팅 위치 또는 코팅되지 않은 위치를 표시하도록 기재에서 코팅되지 않은 영역에 마크를 할 수 있어, 후속 다이 커팅 공정을 위한 정확한 위치를 제공하게 된다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 분배 챔버의 수는 2개이며, 상기 코팅 헤드는 하부 다이, 중간 다이 및 상부 다이를 포함하고, 상기 상부 다이의 하부면과 상기 중간 다이의 상부면의 사이에는 하나의 분배 챔버가 형성되고, 상기 중간 다이의 하부면과 상기 하부 다이의 상부면의 사이에는 다른 분배 챔버가 형성된다.
상기 기술적 해결방법에서, 코팅 헤드는 하부 다이, 중간 다이 및 상부 다이를 포함하고, 각각 결합된 후에, 중간 다이와 상부 다이, 중간 다이와 하부 다이에 의해 각각 분배 챔버가 형성된다. 이로써, 분배 챔버 내부의 청소와 분배 챔버 내부 부품의 교체를 위해 코팅 헤드를 분해하기 편리하다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 코팅 헤드는, 상기 상부 다이와 상기 중간 다이의 사이, 상기 중간 다이와 상기 하부 다이의 사이에 각각 설치된 2개의 스페이서;를 더 포함하고, 상기 코팅 개구부는 상기 스페이서에 구비된다.
상기 기술적 해결방법에서, 스페이서의 두께는 코팅 개구부의 코팅 두께에 영향을 미칠 수 있으므로 코팅 중량에 영향을 미치게 되는데, 상부 다이와 중간 다이의 사이, 중간 다이와 하부 다이의 사이에 두께가 서로 다른 스페이서가 설치됨으로써 코팅 중량을 조절하여 제어할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 상부 다이와 상기 중간 다이는 회전 가능하게 연결되고, 상기 중간 다이와 상기 하부 다이는 회전 가능하게 연결되며, 상기 코팅 헤드는, 상기 상부 다이와 상기 중간 다이를 폐쇄할 때 상기 상부 다이와 상기 중간 다이를 고정하는 제1 클램핑 부재; 및 상기 중간 다이와 상기 하부 다이를 폐쇄할 때 상기 중간 다이와 상기 하부 다이를 고정하는 제2 클램핑 부재;를 더 포함한다.
상기 기술적 해결방법에서, 상부 다이와 중간 다이는 회전 가능하게 연결되고, 중간 다이와 하부 다이는 회전 가능하게 연결됨으로써, 코팅 헤드의 각 구성요소가 항상 함께 연결되도록 할 수 있고, 하부 다이, 중간 다이 및 상부 다이 삼자 간의 위치가 상대적으로 고정되는 것을 확보할 수 있으며, 하부 다이와 중간 다이, 중간 다이와 상부 다이를 폐쇄할 때 삼자의 위치를 다시 보정하지 않아도 정확히 폐쇄할 수 있다. 제1 클램핑 부재 및 제2 클램핑 부재는 각각 상부 다이와 중간 다이, 중간 다이와 하부 다이를 단단히 체결하여 2개의 분배 챔버에서 슬러리의 압력과 유속을 안정적으로 유지하는 것을 확보할 수 있어서, 코팅 품질을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 피더의 수는 적어도 2개이고, 상기 피더는 상기 분배 챔버에 일대일로 대응하며, 상기 피더는, 저장 탱크; 및 상기 저장 탱크에 저장된 슬러리를 상기 분배 챔버로 펌핑하는 피드 펌프;를 포함한다.
상기 기술적 해결방법에서, 피더는 분배 챔버에 일대일로 대응하게 배치됨으로써, 각 분배 챔버에서의 슬러리 공급 속도 및 압력을 독립적으로 제어하기 편리하다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 상기 밸브는 밸브 본체, 제1 스풀, 제2 스풀, 제1 드라이버 및 제2 드라이버를 포함하며, 상기 밸브 본체에는 상기 피드 펌프의 토출구에 연통되는 유입구, 상기 분배 챔버에 연통되는 배출구, 및 상기 저장 탱크에 연통되는 리턴구가 구비되고, 상기 제1 드라이버는 상기 유입구와 상기 배출구를 연통하거나 차단하기 위해 상기 제1 스풀을 구동하여 상기 밸브 본체 내부에서 움직이도록 구성되며, 상기 제2 드라이버는 상기 배출구와 상기 리턴구를 연통하거나 차단하기 위해 상기 제2 스풀을 구동하여 상기 밸브 본체 내부에서 움직이도록 구성된다.
상기 기술적 해결방법에서, 제1 스풀의 움직임은 유입구와 배출구를 연통하거나 차단할 수 있고, 유입구와 배출구가 연통됨으로써 코팅을 이룰 수 있다. 제2 스풀의 움직임은 배출구와 리턴구를 연통하거나 차단할 수 있으며, 얇게 코팅하거나 코팅하지 않아야 할 위치인 경우, 제2 스풀에 의해 배출구와 리턴구가 연통됨으로써, 해당 분배 챔버 내부의 슬러리는 저장 탱크로 리턴될 수 있고, 분배 챔버에 체류되어 있는 슬러리가 코팅하지 않거나 얇게 코팅해야 할 위치에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다. 즉, 이 밸브는 코팅 헤드로의 슬러리 공급을 이룰 수도 있고 슬러리 리턴을 이룰 수도 있다. 코팅이 필요하지 않을 경우 슬러리를 제때로 리턴할 수 있어 분배 챔버 내부에 있는 슬러리가 간격 코팅 또는 부분적인 얇은 코팅의 코팅 효과에 영향을 미치는 것을 피하게 된다.
이하에서, 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법을 더욱 명확하게 설명하기 위해, 본 실시예를 설명함에 있어서 참조해야 할 첨부 도면을 간략히 소개하기로 하고, 이하의 도면은 본 출원의 일부 실시예를 도시한 것일 뿐이며, 따라서 범위의 제한으로 간주되어서는 안 된다는 점을 이해해야 하고, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면들로부터 관련된 다른 도면을 도출할 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 코팅 시스템의 모식도이고,
도 2는 도 1에 도시된 코팅 시스템의 개략적인 블록도이며,
도 3은 본 출원의 다른 실시예에 따른 코팅 시스템의 개략도이고,
도 4는 도 1에 도시된 코팅 헤드를 제1 방향에서 보는 모식도이며,
도 5는 도 1에 도시된 코팅 헤드를 제2 방향에서 보는 모식도이고,
도 6은 도 1에 도시된 코팅 헤드의 단면도이며,
도 7은 도 1에 도시된 밸브의 모식도이다.
이하에서, 본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결방법 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법을 명확하고 완전하게 설명하기로 하고, 물론, 설명된 실시예는 본 출원의 전부가 아니라 실시예의 일부이다. 일반적으로 첨부된 도면에 설명 및 예시된 본 출원의 실시예의 구성요소는 여러 가지 상이한 방식으로 배열 및 설계될 수 있다.
따라서, 이하에서 첨부된 도면에 도시된 본 출원의 실시예에 대한 상세한 설명은 본 출원이 청구하는 보호 범위를 제한하려는 의도가 아니라 본 출원의 선택적인 실시예를 나태내는 것일 뿐이다. 본 출원의 실시예에 기반하여, 본 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 창의적인 노력 없이 획득한 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속하는 것이다.
충돌이 없는 한, 본 출원의 실시예 및 실시예의 구성은 서로 조합될 수 있음에 유의해야 한다.
이하의 도면에서 유사한 부호 및 문자는 유사한 항목을 지칭하므로, 하나의 도면에서 항목이 정의되면 이후의 도면에서 더 이상의 정의 및 설명이 필요하지 않음에 유의해야 한다.
본 출원의 실시예를 설명함에 있어서, 지시된 방향 또는 위치 관계는 첨부된 도면들에 도시된 방향 또는 위치 관계, 또는 본 출원의 제품이 사용될 때 통상적으로 배치된 방향 또는 위치 관계, 또는 당업자가 일반적으로 이해하는 방향 또는 위치 관계에 기초한 것이고, 단지 본 발명에 대한 설명의 편의 및 설명의 단순화를 위한 것일 뿐이며, 언급된 장치 또는 구성요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 동작해야 함을 명시하거나 암시하는 것이 아님에 유의해야 하며, 따라서 본 발명에 대한 제한으로 이해되어서는 안 된다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등의 용어는 구분 및 설명의 목적으로만 사용되며 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
리튬 이온 전지가 통신, 휴대용 전자 제품, 전기 자동차, 항공 우주, 선박 등의 분야에서 널리 사용됨에 따라, 특히 전기 자동차 분야에서 긴 항속 거리 및 높은 안전 성능에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있고, 구동용 리튬 이온 전지의 극판 코팅 공정에 대한 요구도 더욱 높아지는 추세이다.
슬롯 다이 코터(Slot Die Coater)를 이용한 코팅 기술은 점점 성숙해지고 있으며 리튬 전지 코팅 공정의 주류 방향이 되었다.
초기에, 구동용 전지 업체는 리튬 이온 극판의 코팅 공정에서 단층 및 단일 챔버의 코팅 헤드를 이용하여 코팅을 수행하는데, 코팅 헤드의 립을 통해 슬러리를 기재에 지속적으로 분사하여 균일하고 일치한 피막 면밀도를 달성한다. 단층 및 단일 챔버의 코팅 헤드는 챔버 압력이 높아 립 마모가 발생하기 쉽다. 또한, 립의 마모로 인해 코팅 과정에서 중량 변동이 발생하고, 코팅 슬러리가 립에서 너무 두껍게 압출되며, 이로 인해 리튬 이온 전지의 충방전 과정에서 리튬 석출을 야기할 안전 위험이 있다.
따라서, 동일 중량의 코팅 슬러리를 복수의 코팅 헤드를 통해 기재에 여러 층으로 나누어 코팅하는 기법이 제안되는데, 이는 코팅 중량을 확보할 뿐만 아니라 각 코팅 헤드의 챔버 내부의 슬러리 압력을 낮추고 립 마모를 감소시킬 수 있다. 그러나, 각 코팅 헤드 간에 시간차가 있고, 층간 접착 성능이 떨어져서 상대적으로 벗겨지기 쉬운 것이다.
그러므로 본 출원의 실시예는 기재(200)를 코팅하여 극판을 형성하기 위한 코팅 시스템(100)에 있어서, 코팅 헤드(10)에 코팅 개구부를 갖는 복수의 분배 챔버(11)가 배치되고 적어도 하나의 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에 밸브(30)가 설치됨으로써 다층 코팅을 이루면서 코팅 헤드(10)의 립 마모를 줄이고 간격 코팅 및 얇은 코팅을 이룰 수 있는 코팅 시스템(100)을 제공한다.
기재(200)는 극판의 집전체임에 유의해야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1은 본 출원의 실시예에 따른 코팅 시스템(100)의 모식도이고, 도 2는 도 1에 도시된 코팅 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 코팅 시스템(100)은 코팅 헤드(10), 피더(20) 및 밸브(30)를 포함한다. 코팅 헤드(10)는 서로 독립적인 적어도 2개의 분배 챔버(11)가 구비되고, 분배 챔버(11) 각각이 코팅 개구부를 가진다. 피더(20)는 분배 챔버(11)에 연결되어 분배 챔버(11)에 슬러리를 공급하며, 적어도 하나의 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에 밸브(30)가 설치되고, 밸브(30)는 해당 분배 챔버(11)가 피더(20)와 연통하거나 차단하도록 한다.
코팅 헤드(10)에는 코팅 개구부를 가지는 복수의 분배 챔버(11)가 구비되고, 각 분배 챔버(11)는 하나의 층을 대응하게 코팅할 수 있으며, 즉, 동일 코팅 헤드(10)를 통해 다층 코팅을 이룰 수 있고, 슬러리를 여러 층으로 나누어 기재(200)에 다회로 코팅하여 기재(200)에 일정한 코팅 두께를 형성함으로써, 코팅할 때마다, 하나의 분배 챔버(11)에 슬러리를 집중하는 경우에 비해 코팅 헤드(10)의 각 분배 챔버(11)의 내부 압력이 낮아, 립 마모를 줄일 수 있다. 코팅 개구부의 크기를 더 크게 설계하면 코팅 중량도 증가하고 리튬 전지의 용량도 증가할 수 있다.
그리고 각 층의 코팅은 동일 코팅 헤드(10)에 의해 이루어지고 층간 코팅 시간 간격이 짧기 때문에, 각 층의 코팅이 동시에 이루어질 수 있고, 또한 각 코팅 개구부에서 토출된 슬러리는 코팅 헤드(10)의 립에서 먼저 접착된 다음 기재(200)에 코팅될 수 있어 층 간에 더 나은 접착 성능을 가지게 되어 상대적으로 벗겨지기 쉽지 않을 것이다.
또한, 적어도 하나의 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에 밸브(30)가 배치되어 이 코팅 시스템(100)은 부분적으로 얇은 코팅을 달성할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에 모두 밸브(30)가 설치되는데, 각 밸브(30)가 해당 분배 챔버(11) 및 피더(20)를 연통한면 각각 코팅 개구부는 코팅을 이룰 수 있으며, 일부의 밸브(30)가 해당 분배 챔버(11)와 피더(20)의 연통을 간헐적으로 차단하고 나머지 밸브(30)가 항상 해당 분배 챔버(11)와 피더(20)를 연통하면, 코팅 헤드(10)는 부분적으로 얇은 코팅을 이룰 수 있으며, 전체 밸브(30)가 해당 분배 챔버(11)와 피더(20)의 연통을 간헐적으로 차단하면, 기재(200)는 부분적 비코팅, 즉 부분적인 단속 코팅을 이룰 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에만 밸브(30)가 설치되고, 나머지 분배 챔버(11)와 피더(20) 사이에 밸브(30)가 설치되지 않는 데, 그래서 이 밸브(30)를 통해 해당 분배 챔버(11)와 피더(20)의 연통을 간헐적으로 차단할 수 있고, 기재(200)에 부분적으로 얇은 코팅을 이룰 수 있으며, 이 밸브(30)를 통해 해당 분배 챔버(11)와 피더(20)의 연통을 항상 차단하면, 기재(200)에 전체적으로 얇은 코팅을 이룰 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 피더(20)의 수는 적어도 2개이고, 피더(20)는 분배 챔버(11)에 일대일로 대응하며, 피더(20)는 저장 탱크(21); 및 저장 탱크(21)에 저장된 슬러리를 분배 챔버(11)로 펌핑하는 피드 펌프(22);를 포함한다. 피더(20)는 분배 챔버(11)에 일대일로 대응하게 배치됨으로써, 각 분배 챔버(11)에서의 슬러리 이송 속도 및 압력을 독립적으로 제어하기 편리하다. 피드 펌프(22)는 스크류 펌프이다.
일부 실시예에 있어서, 피더(20)와 분배 챔버(11)가 일대일 대응하게 배치되도록 피더(20)의 수는 분배 챔버(11)의 수에 따라 대응하게 조정된다. 예를 들어, 분배 챔버(11)의 수가 3개이면, 피더(20)의 수는 대응하게 3개로 설정된다.
일부 실시예에 있어서, 피더(20)가 하나일 수도 있고, 동일 피더(20)를 통해 각 분배 챔버(11)에 슬러리를 분배한다.
일부 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 피더(20)는 하나의 저장 탱크(21); 및 분배 챔버(11)에 일대일 대응하게 배치되고 저장 탱크(21)에 저장된 슬러리를 분배 챔버(11)로 펌핑하는 복수의 피드 펌프(22);를 포함할 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은, 코팅 헤드의 하류측에 위치하고, 얇은 코팅 위치 또는 코팅되지 않은 위치를 표시하도록 기재(200)에서 코팅되지 않은 위치에 마크를 하는 마킹 장치(40)를 더 포함한다. 즉, 마킹 장치(40)는 코팅이 완료된 기재(200)의 일부에서 코팅되지 않은 영역에 마크를 하고 얇은 코팅 위치 또는 코팅되지 않은 위치를 표시하여 후속 다이 커팅 공정을 위한 정확한 위치를 제공하도록 한다. 물론, 마킹 장치(40)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 통해 밸브(30)와 폐루프 제어를 이룰 수 있으며, 후속 다이 커팅에서 감지 및 식별하기 위해, 지정된 간격 위치(코팅되지 않은 위치) 또는 얇은 코팅 위치에 마크를 하고, 탭에 대한 다이 커팅을 위한 정확한 위치를 결정하여, 간격 위치 또는 얇은 코팅 위치가 권취 후 기 설정된 위치에 있도록 한다. 마킹 장치(40)는 잉크젯 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 하류측이라는 것은 가공 공정 중의 후반 공정을 의미하며, 코팅 헤드(10)의 하류측에 있다는 것은 코팅 공정이 먼저 수행된 후 마킹 공정이 수행된다는 점에 유의해야 한다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은 슬러리가 부드럽게 흐르도록 슬러리의 흐름 과정에서 압력 변동의 균형을 잡게 하는 댐퍼(50)를 더 포함한다. 댐퍼(50)는 맥동 댐퍼(50)일 수 있으며, 맥동 댐퍼(50)는 부드러운 맥동 효과를 얻기 위해 가압된 액체를 축적하도록 특별히 설계된 장치이다. 맥동 댐퍼(50)는 블래더형 맥동 댐퍼 또는 직통형 맥동 댐퍼일 수 있다. 그 중 블래더형 맥동 댐퍼는 기체의 압축성을 이용하여 에너지를 저장하고 방출하는 목적을 달성할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 저장 탱크(21)와 피드 펌프(22) 사이에 댐퍼(50)가 설치되고, 이 댐퍼(50)는 저장 탱크에서 슬러리의 액면 변화에 의해 야기된 공급 압력 변동을 제거하고 피드 펌프(22)로 유입된 슬러리가 부드럽게 흐르도록 할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이에 댐퍼(50)가 설치되고, 이 댐퍼(50)는 피드 펌프(22)에 의해 야기된 공급 압력의 변동 및 밸브(30)의 개폐에 의해 야기된 공급 압력에 대한 충격을 제거할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 저장 탱크(21)와 피드 펌프(22) 사이 및 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이에 모두 댐퍼(50)가 설치될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 댐퍼(50)가 설치되고, 이 댐퍼(50)는 슬러리가 코팅 헤드(10)에 유입되기 전에 공급 압력의 변동을 제거할 수 있다. 또한, 유량계(120)를 통해 펌핑 유량을 실시간으로 모니터링하여 코팅 측정 시스템(300)과 폐루프 제어를 이루고, 코팅 상황에 따라 피드 펌프(22)의 펌핑 속도를 조절할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 저장 탱크(21)와 피드 펌프(22) 사이, 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이 및 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 모두 댐퍼(50)가 설치될 수 있다. 또한, 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이, 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 모두 댐퍼(50)가 설치될 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은 제1 필터(60)를 더 포함한다. 제1 필터(60)는 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이에 설치되거나 또는 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 설치되고, 또는 펌프와 밸브(30) 사이, 및 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 모두 설치되며, 저장 탱크(21)에서 펌핑된 슬러리가 제1 필터(60)에 의해 여과된 후 코팅 헤드(10)의 분배 챔버(11)로 유입되도록 한다. 제1 필터(60)가 설치됨으로써, 슬러리의 여과 효과, 공급 입자의 여과 효과를 향상시키고 코팅 품질을 크게 향상시키게 된다.
저장 탱크(21)와 피드 펌프(22) 사이에 댐퍼(50)가 구비되는 경우, 제1 필터(60)는 댐퍼(50)의 상류측에 구비된다. "상류측"이라는 것은 가공 공정 중의 전방 공정을 의미하며, 즉, 제1 필터(60)가 저장 탱크(21)와 댐퍼(50) 사이에 설치되고 슬러리가 먼저 제1 필터(60)에 의해 여과된 후 댐퍼 (50)을 통과한다는 점에 유의해야 한다. 밸브(30)와 코팅 헤드(10) 사이에 댐퍼(50)가 설치되는 경우, 제1 필터(60)는 댐퍼(50)의 상류측에 설치되며, 즉, 제1 필터(60)는 밸브(30)와 댐퍼(50) 사이에 설치되고, 슬러리는 먼저 제1 필터(60)에 의해 여과된 후 댐퍼(50)를 통과한다. 이로써 제1 필터(60)를 통과한 슬러리에 의해 야기된 슬러리의 압력 변동이 댐퍼(50)에 의해 균형을 잡을 수 있도록 확보할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은 제2 필터(70); 및 저장 탱크(21)에 슬러리를 공급하도록 구성된 이송 시스템(80);을 더 포함한다. 제2 필터(70)는 이송 시스템(80)과 저장 탱크(21) 사이에 설치되고 이송 시스템(80)과 저장 탱크(21) 사이에서 여과를 수행한다. 제2 필터(70)는 제1 필터(60)보다 큰 입자를 여과한다. 제1 필터(60)는 3코어 필터이고, 제2 필터(70)는 회전 필터이다. 물론, 실제 필요에 따라 제1 필터(60)와 제2 필터(70)는 동일 유형의 필터를 사용할 수도 있으며, 예를 들어, 제1 필터(60)와 제2 필터(70)는 모두 3코어 필터이거나, 또는 제1 필터(60)와 제2 필터(70)는 모두 회전 필터이다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)에는 유량계(120) 및 압력 센서(130)가 더 구비되고, 유량계(120) 및 압력 센서(130)는 코팅 공정에서 슬러리 유량 및 다이 챔버의 압력을 실시간으로 검출하고, 피드백 및 조절할 수 있다. 유량계(120)는 피드 펌프(22)와 밸브(30) 사이에 설치되고, 유량계(120)는 베타/X-선과 같은 코팅 측정 시스템(300)과 통합되어 폐루프 제어 시스템으로 구현될 수 있어, 코팅 중량을 보다 균일하게 만들고 코팅 중량의 일관성을 향상시키게 된다. 압력 센서(130)는 저장 탱크(21)와 밸브(30)의 리턴구(313)(후술됨) 사이에 설치된다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 도 4는 코팅 헤드(10)를 제1 방향에서 보는 모식도이고, 도 5는 코팅 헤드(10)를 제2 방향에서 보는 모식도이며, 도 6은 코팅 헤드(10)의 단면도이다.
분배 챔버(11)의 수는 2개이다. 코팅 헤드(10)는 하부 다이(14), 중간 다이(13) 및 상부 다이(12)를 포함하며, 상부 다이(12)의 하부면과 중간 다이(13)의 상부면 사이에 하나의 분배 챔버(11)가 형성되고, 이를 제1 분배 챔버(11a)로 정의하며, 중간 다이(13)의 하부면과 하부 다이(14)의 상부면 사이에 또 다른 분배 챔버(11)가 형성되고, 이를 제2 분배 챔버(11b)로 정의한다. 코팅 헤드(10)는 하부 다이(14), 중간 다이(13) 및 상부 다이(12)를 포함하며, 각각 결합한 후에, 중간 다이(13)와 상부 다이(12), 중간 다이(13)와 하부 다이(14)는 각각 분배 챔버(11)를 형성하고, 이로써, 분배 챔버(11)의 청소와 분배 챔버(11) 내부 부품의 교체를 위해 코팅 헤드(10)를 분해하기 편리할 수 있다.
상부 다이(12)에는 제1 분배 챔버(11a)와 연통된 제1 투입구(122)가 구비되고, 피더(20)는 제1 투입구(122)로부터 제1 분배 챔버(11a)로 슬러리를 공급한다. 하부 다이(14)에는 제2 분배 챔버(11b)와 연통된 제2 투입구(141)가 구비되고, 피더(20)는 제2 투입구(141)로부터 제2 분배 챔버(11b)로 슬러리를 공급한다.
상부 다이(12)와 중간 다이(13) 사이의 분배 챔버(11)는 상부 다이(12)의 하부면과 중간 다이(13)의 상부면 사이에 형성되고, 중간 다이(13)와 하부 다이(14) 사이의 분배 챔버(11)는 중간 다이(13)의 하부면과 하부 다이(14)의 상부면 사이에 형성된다.
여기서, 제1 분배 챔버(11a)는 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)을 포함하며, 제2 요홈(131)은 제1 요홈(121)보다 코팅 개구부에 더 가깝게 위치하고, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)은 제1 방향으로 간격을 두고 배치되며, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)의 사이에 제1 저류 영역(미도시)이 형성되고, 제1 요홈(121)의 폭은 제2 요홈(131)의 폭보다 크며, 제1 투입구(122)는 제1 요홈(121)과 직접적으로 연통된다. 제1 투입구(122)로부터 유입된 슬러리는 제1 요홈(121), 제1 저류 영역 및 제2 요홈(131)을 순차적으로 통과하여 최종적으로 코팅 개구부를 통해 압출된다. 제1 투입구(122)로부터 코팅 개구부까지 슬러리의 유속은 점차 감소하고, 제2 요홈(131)의 기능은 유입된 슬러리의 유속을 감소시켜 제1 투입구(122)로부터 유입된 슬러리가 제1 분배 챔버(11a)에서 유동 압력의 손실로 인한 압력 분포 불균일을 유발하는 것을 피하고 슬러리 유동의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제1 요홈(121)은 상부 다이(12)의 하부면에 구비되고, 제2 요홈(131)은 중간 다이(13)의 상부면에 구비되며, 중간 다이(13)의 구조적 강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 흐름 과정에서 슬러리의 자중 효과로 인한 슬러리 압력 변동 및 흐름 안정성이 떨어지는 문제점을 보완할 수 있다. 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)은 모두 원호형 홈이고, 슬러리가 제1 요홈(121)과 제2 요홈(131)에 유입될 때, 슬러리가 제1 요홈(121)과 제2 요홈(131)의 벽면에 수직으로 작용하는 것을 피하고, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)의 벽면이 슬러리에 미치는 충격을 감소시킬 수 있어, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131) 내부에서 슬러리의 유속 및 압력 변동을 줄이게 된다. 일부 실시예에 있어서, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)은 또한 다른 형상의 홈일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)은 모두 중간 다이(13)의 상부면 또는 상부 다이(12)의 하부면에 구비될 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 분배 챔버(11a)는 또한 제1 요홈(121)만 또는 제2 요홈(131)만을 포함할 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 요홈(121)은 상부 다이(12)의 하부면에 구비되고 제2 요홈(131)은 중간 다이(13)의 상부면에 구비되며, 제1 요홈(121) 및 제2 요홈(131)의 폭은 동일하고, 제1 요홈(121)과 제2 요홈(131)은 링 형상의 제1 분배 챔버(11a)를 형성하도록 서로 대향하게 배치된다.
제2 분배 챔버(11b)는 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)을 포함하며, 제4 요홈(143)은 제3 요홈(142)보다 코팅 개구부에 더 가깝게 위치하고, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 제1 방향으로 간격을 두고 배치되며, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)의 사이에 제2 저류 영역(미도시)이 형성되고, 제3 요홈(142)의 폭은 제4 요홈(143)의 폭보다 크며, 제2 투입구(141)는 제3 요홈(142)과 직접적으로 연통된다. 제2 투입구(141)로부터 유입된 슬러리는 제3 요홈(142), 제2 저류 영역 및 제3 요홈(142)을 순차적으로 통과하여 최종적으로 코팅 개구부를 통해 압출된다. 제2 투입구(141)로부터 코팅 개구부까지 슬러리의 유속은 점차 감소하고, 제4 요홈(143)의 기능은 유입된 슬러리의 유속을 감소시켜 제2 투입구(141)로부터 유입된 슬러리가 제2 분배 챔버(11b)에서 유동 압력의 손실로 인한 압력 분포 불균일을 유발하는 것을 피하고 슬러리 유동의 균일성을 향상시킬 수 있다. 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 모두 원호형 홈이고, 슬러리가 제3 요홈(142)과 제4 요홈(143)에 유입될 때, 슬러리가 제3 요홈(142)과 제4 요홈(143)의 벽면에 수직으로 작용하는 것을 피하고, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)의 벽면이 슬러리에 미치는 충격을 감소시킬 수 있어 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143) 내부에서 슬러리의 유속 및 압력 변동을 줄이게 된다. 일부 실시예에 있어서, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 또한 다른 형상의 홈일 수 있다.
본 실시예에서 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 하부 다이(14)의 상부면에 구비됨으로써 중간 다이(13)의 구조적 강도를 확보할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 모두 중간 다이(13)의 하부면에 구비될 수도 있고, 또는 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 각각 하부 다이(14)의 상부면과 중간 다이(13)의 하부면에 구비될 수 있다.
제2 요홈(131)은 중간 다이(13)의 상부면에 구비됨으로써, 중간 다이(13)의 구조적 강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 흐름 과정에서 슬러리의 자중 효과로 인한 슬러리 압력 및 흐름 안정성이 떨어지는 문제점을 보완할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제2 분배 챔버(11b)는 또한 제3 요홈(142)만 또는 제4 요홈(143)만을 포함할 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 제3 요홈(142)은 하부 다이(14)의 상부면에 구비되고 제4 요홈(143)은 중간 다이(13)의 하부면에 구비되며, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)의 폭은 동일하고, 제3 요홈(142) 및 제4 요홈(143)은 링 형상의 제2 분배 챔버(11b)를 형성하도록 서로 대향하게 배치된다.
2개의 분배 챔버(11)의 공기를 배출하기 위해, 코팅 헤드(10)에는 제1 배기구(123)와 제2 배기구(132)가 구비되며, 제1 배기구(123)는 상부 다이(12)에 구비되어 제1 분배 챔버(11a)와 연통되고, 제2 배기구(132)는 중간 다이(13)에 구비되어 제2 분배 챔버(11b)와 연통된다. 일부 실시예에 있어서, 상부 다이(12)에는 보조 배기구(124)가 더 구비된다. 배기 품질 및 배기 효율을 향상시키기 위해, 제1 배기구(123)는 2개이고, 2개의 제1 배기구(123)는 코팅 개구부의 코팅 폭 방향(D)으로 간격을 두고 상부 다이(12)에 구비된다. 제2 배기구(132)는 2개이고, 2개의 제2 배기구(132)는 코팅 개구부의 코팅 폭 방향(D)으로 간격을 두고 하부 다이(14)에 구비된다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 헤드(10)는 2개의 스페이서(15)를 더 포함하며, 2개의 스페이서(15)는 각각 상부 다이(12)와 중간 다이(13) 사이, 중간 다이(13)와 하부 다이(14) 사이에 배치되고, 코팅 개구부는 스페이서(15)에 배치된다. 2개의 스페이서(15)는 각각 누름판(151)을 통해 하부 다이(14) 및 중간 다이(13)에 설치되고, 누름판(151)은 스페이서(15)를 지지하여 스페이서(15)에서 슬러리가 누출되는 것을 방지한다. 스페이서(15)의 두께는 코팅 개구부의 코팅 두께에 영향을 미치므로 코팅 중량에 영향을 미치게 되는데, 상부 다이(12)와 중간 다이(13)의 사이, 중간 다이(13)와 하부 다이(14)의 사이에 두께가 서로 다른 스페이서(15)가 각각 설치됨으로써 코팅 중량을 조절하여 제어할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 2개의 스페이서(15)는 각각 상부 다이(12) 및 중간 다이(13)에 설치될 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 헤드(10)는 일체형 구조이므로, 코팅 헤드(10)에는 스페이서(15)가 설치되지 않을 수 있고, 코팅 개구의 크기는 기계가공에 의해 구현된다.
일부 실시예에 있어서, 상부 다이(12)와 중간 다이(13)는 회전 가능하게 연결되고, 중간 다이(13)와 하부 다이(14)는 회전 가능하게 연결됨으로써, 코팅 헤드(10)의 각 구성은 항상 함께 연결되도록 할 수 있고 하부 다이(14), 중간 다이(13) 및 상부 다이(12) 삼자 간의 위치가 상대적으로 고정되는 것을 확보할 수 있으며, 하부 다이(14)와 중간 다이(13), 중간 다이(13)와 상부 다이(12)를 폐쇄할 때 삼자의 위치를 보정하지 않고도 정확히 폐쇄할 수 있다. 상부 다이(12)와 중간 다이(13)는 제1 힌지(16)에 의해 회전 가능하게 연결되고, 중간 다이(13)와 하부 다이(14)는 제2 힌지(17)에 의해 회전 가능하게 연결된다.
코팅 헤드(10)는 상부 다이(12)와 중간 다이(13)를 폐쇄할 때 상부 다이(12)와 중간 다이(13)를 고정하는 제1 클램핑 부재(18), 및 중간 다이(13)와 하부 다이(14)를 폐쇄할 때 중간 다이(13)와 하부 다이(14)를 고정하는 제2 클램핑 부재(19)를 더 포함한다. 상부 다이(12)와 중간 다이(13)를 폐쇄할 때, 제1 클램핑 부재(18)는 상부 다이(12)와 중간 다이(13)를 동시에 연결하여 상부 다이(12)와 중간 다이(13)가 단단히 체결되도록 유지하며, 하부 다이(14)와 중간 다이(13)를 폐쇄할 때, 제2 클램핑 부재(19)는 하부 다이(14)와 중간 다이(13)를 동시에 연결하여 하부 다이(14)와 중간 다이(13)가 단단히 체결되도록 유지한다. 제1 클램핑 부재(18) 및 제2 클램핑 부재(19)는 각각 상부 다이(12)와 중간 다이(13), 중간 다이(13)와 하부 다이(14)를 단단히 체결하여 2개의 분배 챔버(11)에서 슬러리의 압력과 유량을 안정적으로 유지하는 것을 확보하고 코팅 품질을 향상시킬 수 있다. 제1 클램핑 부재(18) 및 제2 클램핑 부재(19)는 나사, 볼트 등의 체결 수단일 수 있다.
폐쇄 상태에서 상부 다이(12), 중간 다이(13) 및 하부 다이(14)의 안정적인 체결을 더욱 유지하기 위해, 코팅 헤드(10)는 일단이 중간 다이(13)에 착탈 가능하게 연결되고, 타단이 하부 다이(14)에 착탈 가능하게 연결된 고정 등판(190)을 더 포함한다.
코팅 헤드(10)는 반전 레버(191)를 더 포함하며, 반전 레버(191)는 하나이고 중간 다이(13)에 설치될 수 있고, 또는 반전 레버(191)는 복수일 수 있으며, 예를 들어 반전 레버(191)는 2개이고, 2개의 반전 레버(191)는 상부 다이(12)와 중간 다이(13)에 각각 설치되거나, 또는 2개의 반전 레버(191)는 중간 다이(13)와 하부 다이(14)에 각각 설치되거나, 또는 2개의 반전 레버(191)는 상부 다이(12)와 하부 다이(14)에 각각 설치된다. 다른 예로, 반전 레버(191)는 3개 있고, 3개의 반전 레버(191)는 상부 다이(12), 중간 다이(13) 및 하부 다이(14)에 각각 설치된다.
제1 분배 챔버(11a)를 청소하거나 상부 다이(12)와 중간 다이(13) 사이의 스페이서(15)를 교환할 때, 제1 클램핑 부재(18)를 분해하고 반전 레버(191)를 잡아 상부 다이(12)가 제1 힌지(16)를 축으로 회전하여 열리도록 하면, 제1 분배 챔버(11a)를 청소하거나 스페이서(15)를 교체할 수 있다. 제2 분배 챔버(11b)를 청소하거나 하부 다이(14)와 중간 다이(13) 사이의 스페이서(15)를 교환할 때, 제2 클램핑 부재(19) 및 고정 등판(190)을 분해하고 반전 레버(191)를 잡아 중간 다이(13)가 제2 힌지(17)를 축으로 회전하여 열리도록 하면, 제2 분배 챔버(11b)를 청소하거나 스페이서(15)를 교체할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 헤드(10)는 코팅 개구부에서의 코팅 유량을 조절하는 조절 기구(192)를 더 포함한다. 여기서, 조절 기구(192)는 마이크로미터 조절 기구(192)이고, 마이크로미터 조절 기구(192)라는 것은 조절 기구(192)의 조절 정밀도가 마이크로미터의 정밀도에 도달할 수 있음을 의미하고, 조절 정밀도를 향상시키게 된다. 조절 기구(192)는 고정판(1921) 및 고정 나사(1922)에 의해 상부 다이(12)에 장착된다. 조절 기구(192)의 수는 복수이고, 복수의 조절 기구(192)는 코팅 개구부의 코팅 폭 방향(D)으로 간격을 두고 배치되어 폭 방향으로 영역 일부 또는 전부의 코팅 유량을 조절할 수 있다.
코팅 헤드(10)는 하부 다이(14)의 중량을 조절하는 조절 로드(193)를 포함하며, 조절 로드는 하부 다이(14)의 립 뒤에 있는 U자형 홈(미도시)에 나사 결합되고, 밀고 당기는 힘을 가하여 립 개구 크기를 조절한다. 조절 기구(192) 및 조절 로드(193)에 의한 립 개구 크기의 조절은, 실제로 조절 기구(192) 및 조절 로드(193)가 분배 챔버(11)의 코팅 개구부를 차폐하는 면적의 크기를 조절함으로써 구현된다. 조절 기구(192) 및 조절 로드(193)가 코팅 개구부를 차폐하는 면적이 클수록 립의 개구 크기가 작아지고 코팅 중량이 작아진다. 조절 기구(192) 및 조절 로드(193)가 코팅 개구부를 차폐하는 면적이 작을수록 립의 개구 크기가 커지고 코팅 중량이 커진다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 헤드(10)는 또한 일체형 구조일 수 있고, 분배 챔버(11) 및 코팅 개구부는 기계가공에 의해 코팅 헤드(10) 상에 가공되어 구현된다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은 백 롤러(90)를 더 포함하며, 기재(200)는 백 롤러(90)에 권취되어 백 롤러(90)에 의해 이송되며, 백 롤러(90)가 회전할 때, 백 롤러(90)와 기재(200) 사이의 마찰력은 기재(200)가 기재(200)의 연장 방향을 따라 이동하도록 기재(200)를 구동할 수 있다.
각 코팅 개구부는 토출 방향이 백 롤러(90)의 직경의 연장 방향과 일치
Figure pct00001
다. 코팅 개구부의 토출 방향은 백 롤러(90)의 직경 방향과 일치하게 함으로써 코팅 헤드(10)의 립에 의한 슬러리 긁힘을 피할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전체 분배 챔버(11) 중 하나의 분배 챔버(11)는 코팅 개구부의 토출 방향이 수평으로 배열된다. 수형 방향(C)은 상하 방향에 수직하고, 코팅 헤드(10)의 코팅 개구부 중 하나의 코팅 개구부는 토출 방향이 수평으로 배열됨으로써 코팅 헤드(10)의 립에 의한 슬러리 긁힘을 피할 수 있다. 또한, 코팅 작업 중에 코팅 헤드(10)가 상하로 진동하므로, 코팅 헤드(10)가 상하로 진동할 때, 수평으로 배치된 코팅 개구부는 상하 방향으로만 위치가 변경되고, 백 롤러(90) 중심으로부터의 수평 거리의 변화가 작고, 코팅 개구부에서 토출된 슬러리의 코팅 두께에 미치는 영향도 작아 코팅 품질을 확보하는데 유리하다.
백 롤러(90)가 기재(200)를 고속으로 이동시키도록 구동하는 과정에서, 코팅 개구부로 공기가 흡입되므로 코팅 개구에서의 기류가 불안정해지게 된다. 코팅 개구부의 압출 헤드를 통해 압출된 슬러리는 매우 얇으며, 코팅 개구부에서 불안정한 기류의 지속적인 교란이 있으면 슬러리와 기재(200) 사이의 친화력이 감소되어 기재(200) 상의 슬러리 코팅에 기포, 호일 노출이 발생하게 되므로 코팅 효과가 떨어지게 된다. 또한, 코팅 개구부에 잔존한 불균일한 공기로 인해 코팅의 균일성도 저하되고, 특히 슬러리 점도 및 고형분 함량이 낮은 경우에 이러한 현상은 더 심각해질 것이다.
이를 기반으로, 일부 실시예에 있어서, 코팅 시스템(100)은 코팅 개구부에서의 공압을 안정적으로 유지하는 흡착 장치(110, 도 3 참조)를 더 포함한다. 흡착 장치(110)는 진공 장치이고, 흡착 장치(110)는 흡입 포트가 코팅 헤드(10)의 상류측에 위치한 진공 펌프를 포함한다. 흡착 장치(110)는 흡입 포트가 코팅 헤드의 상류측에서 흡입하므로 코팅 헤드(10)의 상류측부터 코팅 개구부에서의 공압을 안정적으로 유지할 수 있어 코팅 개구부에서의 슬러리가 기류 변동의 영향을 받지 않도록 하여 슬러리와 기재(200) 사이의 친화력을 증가시키고, 그리고 코팅 균일도를 향상시킬 수 있어 코팅 품질을 향상시키게 된다. 상류측이라는 것은 가공 공정 중의 전방 공정을 의미하며, 코팅 헤드(10)의 상류측에 있다는 것은 다른 공정이 먼저 수행된 후 코팅 공정이 수행된다는 점에 유의해야 한다.
일부 실시예에 있어서, 코팅 헤드(10)에는 하부 다이(14)에 설치되어 극판의 탭에 절연 접착제를 분배하는 디스펜싱 밸브(194)가 더 구비된다.
일부 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 7은 밸브(30)의 개략적인 구조도이다. 밸브(30)는 밸브 본체(31), 제1 스풀(32), 제2 스풀(33), 제1 드라이버(34) 및 제2 드라이버(35)를 포함하며, 밸브 본체(31)에는 피드 펌프(22)의 토출구에 연통되는 유입구(311), 분배 챔버(11)에 연통되는 배출구(312), 및 저장 탱크(21)에 연통되는 리턴구(313)가 구비되고, 제1 드라이버(34)는 유입구(311)와 배출구(312)를 연통하거나 차단하기 위해 제1 스풀(32)을 구동하여 밸브 본체(31) 내부에서 움직이도록 구성되며, 제2 드라이버(35)는 배출구(312)와 리턴구(313)를 연통하거나 차단하기 위해 제2 스풀(33)을 구동하여 밸브 본체(31) 내부에서 움직이도록 구성된다.
제1 드라이버(34) 및 제2 드라이버(35)는 모두 에어 실린더, 전동 실린더 등과 같은 선형 구동 기구이다. 제1 드라이버(34)는 밸브 본체(31)에 고정 설치되고, 제1 스풀(32)은 제1 드라이버(34)의 출력단에 고정되며, 제2 드라이버(35)는 제2 드라이버(35)의 출력단에 고정 설치된다. 코팅이 필요할 경우, 제1 드라이버(34)는 제1 스풀(32)을 상방으로 움직이도록 구동하고 유입구(311)와 배출구(312)를 연통시켜 피드 펌프(22)가 슬러리를 분배 챔버(11)로 펌핑할 수 있도록 하고, 제2 드라이버(35)는 제2 스풀(33)을 하방으로 움직이도록 구동하고 배출구(312)와 리턴구(313)를 차단시켜 분배 챔버(11) 내부의 슬러리를 저장 탱크(21)로 리턴시킬 수 없다. 코팅이 필요하지 않을 경우, 제1 드라이버(34)는 제1 스풀(32)을 하방으로 움직이도록 구동하고 유입구(311)와 배출구(312)를 차단시켜 슬러리가 유입구로부터 분배 챔버(11)로 유입할 수 없도록 하고, 제2 드라이버(35)는 제2 스풀(33)을 상방으로 움직이도록 구동하고 배출구(312)와 리턴구(313)를 연통시켜 분배 챔버(11) 내부의 슬러리를 저장 탱크(21)로 리턴시킨다. 유입구(311)와 배출구(312)가 연통되는 경우, 제1 스풀(32)의 이동은 슬러리가 분배 챔버(11)로 유입되기 전이고, 제1 스풀(32)은 슬러리에 직접 작용하지 않아 슬러리의 압력에 영향을 미치지 않을 것이다. 리턴구(313)와 배출구(312)가 연통되는 경우, 제2 스풀(33)의 이동은 슬러리가 저장 탱크(21)로 유입되기 전이고, 제2 스풀(33)은 슬러리에 직접 작용하지 않아 슬러리의 압력에 영향을 미치지 않을 것이므로 코팅 품질을 향상시키게 된다.
슬러리의 리턴은 슬러리 자체의 유동 특성을 이용하여 이루어질 수 있고, 피드 펌프(22)와 같은 동력 장치에 의해 이루어질 수도 있다. 이 밸브(30)는 코팅 헤드(10)로의 슬러리 공급을 이룰 수도 있고, 슬러리 리턴을 이룰 수도 있다. 코팅이 필요하지 않을 경우 슬러리를 제때로 리턴하여 분배 챔버(11) 내부에 있는 슬러리가 간격 코팅 또는 국부 얇은 코팅의 코팅 효과에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
밸브(30)는, 밸브 본체(31)와 제1 드라이버(34)의 출력단 사이에 설치된 제1 실링 부재(36); 및 밸브 본체(31)와 제2 드라이버(35)의 출력단 사이에 설치된 제2 실링 부재(37);를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 밸브(30)는 분배 챔버(11)와 피더(20)를 연결 또는 차단하는 기능만을 갖고 리턴 기능은 갖지 않는 개폐 밸브일 수도 있다.
이상은 본 출원의 바람직한 실시예일 뿐이고, 본 출원을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원에 대해 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다. 본 출원의 정신과 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 동등한 대체, 개선 등은 모두 본 출원의 보호 범위에 포함되어야 할 것이다.
100 : 코팅 시스템 10 : 코팅 헤드
11 : 분배 챔버 11a : 제1 분배 챔버
11b : 제2 분배 챔버 12 : 상부 다이
121 : 제1 요홈 122 : 제1 투입구
123 : 제1 배기구 124 : 보조 배기구
13 : 중간 다이 131 : 제2 요홈
132 : 제2 배기구 14 : 하부 다이
141 : 제2 투입구 142 : 제3 요홈
143 : 제4 요홈 15 : 스페이서
151 : 누름판 16 : 제1 힌지
17 : 제2 힌지 18 : 제1 클램핑 부재
19 : 제2 클램핑 부재 190 : 고정 등판
191 : 반전 레버 192 : 조절 기구
1921 : 고정판 1922 : 고정 나사
193 : 조절 로드 194 : 디스펜싱 밸브
20 : 피더 21 : 저장 탱크
22 : 피드 펌프 30 : 밸브
31 : 밸브 본체 311 : 유입구
312 : 배출구 313 : 리턴구
32 : 제1 스풀 33 : 제2 스풀
34 : 제1 드라이버 35 : 제2 드라이버
36 : 제1 실링 부재 37 : 제2 실링 부재
40 : 마킹 장치 50 : 댐퍼
60 : 제1 필터 70 : 제2 필터
80 : 이송 시스템 90 : 백 롤러
110 : 흡착 장치 120 : 유량계
130 : 압력 센서 200 : 기재
300 : 코팅 측정 시스템 C : 수평 방향
D : 코팅 개구부의 코팅 폭 방향

Claims (10)

  1. 기재를 코팅하여 극판을 형성하기 위한 코팅 시스템에 있어서,
    서로 독립적인 적어도 2개의 분배 챔버가 구비되고, 각각의 상기 분배 챔버가 코팅 개구부를 가지는 코팅 헤드;
    상기 분배 챔버에 연결되어 상기 분배 챔버에 슬러리를 공급하는 피더; 및
    적어도 하나의 상기 분배 챔버와 상기 피더의 사이에 설치되고 상기 분배 챔버가 상기 피더와 연통하거나 차단하도록 하는 밸브;를 포함하는, 코팅 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기재를 이송하는 백 롤러;를 더 포함하고,
    각각의 상기 코팅 개구부는 토출 방향이 상기 백 롤러의 직경의 연장 방향과 일치한, 코팅 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 분배 챔버 중 하나의 분배 챔버는 상기 코팅 개구부의 토출 방향이 수평으로 배열되는, 코팅 시스템.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 개구부에서의 공압을 안정적으로 유지하는 흡착 장치;를 더 포함하는, 코팅 시스템.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 헤드의 하류측에 위치하고, 얇은 코팅 위치 또는 코팅되지 않은 위치를 표시하도록 상기 기재에서 코팅되지 않은 영역에 마크를 하는 마킹 장치;를 더 포함하는, 코팅 시스템.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 챔버의 수는 2개이고,
    상기 코팅 헤드는 하부 다이, 중간 다이 및 상부 다이를 포함하며,
    상기 상부 다이의 하부면과 상기 중간 다이의 상부면의 사이에는 하나의 상기 분배 챔버가 형성되고, 상기 중간 다이의 하부면과 상기 하부 다이의 상부면의 사이에는 다른 상기 분배 챔버가 형성되는, 코팅 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 코팅 헤드는, 상기 상부 다이와 상기 중간 다이의 사이 및 상기 중간 다이와 상기 하부 다이의 사이에 각각 설치된 2개의 스페이서;를 더 포함하고,
    상기 코팅 개구부는 상기 스페이서에 설치되는, 코팅 시스템.
  8. 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 상부 다이와 상기 중간 다이는 회전 가능하게 연결되고, 상기 중간 다이와 상기 하부 다이는 회전 가능하게 연결되며,
    상기 코팅 헤드는, 상기 상부 다이와 상기 중간 다이를 폐쇄할 때 상기 상부 다이와 상기 중간 다이를 고정하는 제1 클램핑 부재, 및 상기 중간 다이와 상기 하부 다이를 폐쇄할 때 상기 중간 다이와 상기 하부 다이를 고정하는 제2 클램핑 부재를 더 포함하는, 코팅 시스템.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피더의 수는 적어도 2개이고, 상기 피더는 상기 분배 챔버에 일대일로 대응하며,
    상기 피더는 저장 탱크; 및 상기 저장 탱크에 저장된 슬러리를 상기 분배 챔버로 펌핑하는 피드 펌프;를 포함하는, 코팅 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 밸브는 밸브 본체, 제1 스풀, 제2 스풀, 제1 드라이버 및 제2 드라이버를 포함하며,
    상기 밸브 본체에는 상기 피드 펌프의 토출구에 연통되는 유입구, 상기 분배 챔버에 연통되는 배출구 및 상기 저장 탱크에 연통되는 리턴구가 구비되고,
    상기 제1 드라이버는 상기 유입구와 상기 배출구를 연통하거나 차단하기 위해 상기 제1 스풀을 구동하여 상기 밸브 본체 내부에서 움직이도록 구성되며,
    상기 제2 드라이버는 상기 배출구와 상기 리턴구를 연통하거나 차단하기 위해 상기 제2 스풀을 구동하여 상기 밸브 본체 내부에서 움직이도록 구성되는, 코팅 시스템.
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