KR20220156221A - 전극 제조용 슬롯 다이 코터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는 집전체 상에 슬러리를 토출하여 코팅층을 형성하는 슬롯 다이 코터로서, 서로 마주보는 제1 다이 및 제2 다이, 상기 제1 다이 또는 상기 제2 다이에 형성되고, 슬러리를 수용하는 매니폴드부, 상기 제1 다이 및 상기 제2 다이의 결합에 의해 형성되고, 상기 매니폴드부로부터 전달된 슬러리를 외부로 토출하는 랜드부, 및 상기 제1 다이에 장착되는 조절부를 포함하고, 상기 조절부는 축 방향으로 이동가능한 블록부를 포함하며, 상기 블록부의 일면은 상기 제1 다이의 일면과 평행하도록 배치되고, 상기 블록부의 축 방향은 상기 제1 다이의 일면과 각을 이루며, 상기 랜드부의 높이는 상기 블록부의 이동에 의해 국부적으로 조절된다.

Description

전극 제조용 슬롯 다이 코터 {SLOT DIE COATER MANUFACTURING BATTERY ELECTRODE}

본 발명은 전극 제조용 슬롯 다이 코터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재에 코팅되는 활물질 슬러리의 토출량을 조절할 수 있는 전극 제조용 슬롯 다이 코터에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북, 웨어러블 디바이스 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 받고 있다.

이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체를 포함하며, 활물질, 도전재 및/또는 바인더 등을 용매에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 상기 슬러리를 집전체에 직접 도포하여 형성하는 방법, 또는, 슬러리를 별도의 지지체 상부에 도포시키고, 상기 지지체로부터 박리한 필름을 집전체 상에 라미네이션하여 형성하는 방법을 통해 제조된다.

한편, 이차전지의 충방전 특성을 균일하게 하기 위해서는 상기 양극 슬러리 및 음극 슬러리가 집전체에 균일하게 도포되어야 하는데, 이를 위해 통상적으로 슬롯 다이 장치를 이용한 코팅 공정이 수행된다.

슬롯 다이(slot die) 코터는 기재에 일정 폭으로 코팅액을 코팅하여 물질층을 형성하기 위한 장치이며, 일반적으로 코팅액은 물질층 형성 조성물을 용매나 분산매에 녹여 용액이나 슬러리와 같은 유동성이 있는 물질을 말한다.

슬롯 다이 코터는 만년필에서 잉크가 펜촉 끝단으로 나오듯이 슬롯 다이의 끝단의 틈으로 코팅액인 슬러리가 배출되도록 하는 구조로 되어 있다. 슬롯 다이 코터를 이용하여 집전체 상에 슬러리를 코팅하기 위해서 슬롯 다이 코터 자체가 움직이거나 기재인 집전체가 움직이게 된다.

도 1은 종래 슬롯 다이 코터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 슬롯 다이 코터를 A-A선을 따라 절단한 단면도이다

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 코팅 공정은 슬롯 다이 코터(10)의 일단으로부터 토출된 슬러리가 코팅롤(R)에 의해 이동되는 집전체(E) 상에 도포됨으로써 수행될 수 있다.

슬롯 다이 코터(10)는 서로 마주보는 제1 다이(11)와 제2 다이(12), 제1 다이(11) 또는 제2 다이(12)에 형성되어 슬러리를 수용하는 매니폴드부(manifold part, 14) 및 매니폴드부(14)로부터 분배되는 슬러리가 토출되는 랜드부(Land, 15)를 포함한다. 여기서, 랜드부(15)는 다이 립(die lip)의 주변 영역을 포함하며, 구체적으로는 서로 마주보는 두개의 다이(11,12) 사이 형성된 슬릿 영역을 의미하는 것일 수 있다. 슬러리는 랜드부(15)를 통해 토출되어 다이 립과 집전체(기재) 사이에서 코팅 비드를 형성한 후, 집전체에 도포됨으로써 코팅층을 형성한다.

한편, 코팅 공정에서 슬러리는 다이(11,12)로부터 집전체(E)에 도포되는데, 이때 도포된 슬러리, 즉 코팅층의 두께 편차를 최소화하기 위해서는 다이(11,12)의 폭(W) 방향으로 균일한 유동을 형성시키는 것이 중요하다. 이를 위해서는 매니폴드와 다이 립에 형성되는 압력과 유량이 폭 방향상 일정하게 유지되어야 하므로, 코팅의 균일성에 영향을 미치는 요소는 다이(11,12) 내부에서 매니폴드부(14)등의 형상을 통해 슬러리를 분산시키는 구조 외에도, 코팅 비드 형성에 영향을 미치는 슬러리 또는 집전체(E)의 이동 속도, 집전체(E)와 슬롯 다이 코터 사이의 간격, 다이 립의 구조 및 다이 립 사이의 슬릿 간격, 점성과 같은 슬러리의 물성, 표면 장력 및 집전체(E)와의 융착력, 주변 환경(온도 등) 등으로 다양하다.

상술한 요소들은 코팅층의 두께에 유기적으로 영향을 미치므로, 코팅액이 변경될 때마다 적절한 코팅 조건을 얻기 위해서는 슬롯 다이(11,12)를 새롭게 설계하거나, 집전체와 슬롯 다이 코터(10) 사이의 간격, 다이 립의 구조 및 다이 립 사이의 슬릿 간격 등이 조절되어야 할 수 있다.

특히, 다이 립의 구조 및 다이 립 사이의 슬릿 간격, 즉, 랜드부(15)의 높이는 토출되는 슬러리의 유량과 밀접한 관계가 있는 바, 랜드부(15)의 높이가 적절히 조절되지 않으면 슬러리의 폭 방향상 토출 속도가 불균일 해질 수 있으며 이에 따라 일정 영역에서 슬러리의 솟음 현상이 발생할 수 있다.

코팅 공정 최적화를 위해서는 제1 다이(11) 또는 제2 다이(12)를 이동하거나 그 형상을 변형함으로써 랜드부(15)의 높이를 변경하여 슬러리의 유량을 조절해야 하는데, 이를 위해서는 시간 소요가 많을 뿐 아니라 높은 제작 비용이 요구된다. 종래에는 다이(11,12)의 이동 또는 변형 없이 슬러리의 유량을 비교적 간편하게 조절하기 위해 다이(11,12)를 부분적으로 변형시키거나, 다이(11,12)의 다이 립을 부분적으로 변형하는 방법이 고안되기도 하였으나, 이 과정에서 다이(11,12)에 물리적인 힘을 가하게 되어 다이(11,12)의 소성변형을 야기하는 문제가 있었다.

코팅층의 균일성이 확보되지 않으면 전극 조립체를 형성하는 전극 시트의 제조 수율이 낮아질 수 있고, 최종 제품인 전지의 충방전 특성이 저하될 수 있는 바, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 개선된 구조를 갖는 슬롯 다이 코터의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 가변적인 공정 조건에 대응하여 슬러리의 유량을 조절함으로써 폭방향상 균일한 코팅층을 제조할 수 있는 전극 제조용 슬롯 다이 코터를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는 집전체 상에 슬러리를 토출하여 코팅층을 형성하는 슬롯 다이 코터로서, 서로 마주보는 제1 다이 및 제2 다이, 상기 제1 다이 또는 상기 제2 다이에 형성되고, 슬러리를 수용하는 매니폴드부, 상기 제1 다이 및 상기 제2 다이의 결합에 의해 형성되고, 상기 매니폴드부로부터 전달된 슬러리를 외부로 토출하는 랜드부, 및 상기 제1 다이에 장착되는 조절부를 포함하고, 상기 조절부는 축 방향으로 이동가능한 블록부를 포함하며, 상기 블록부의 일면은 상기 제1 다이의 일면과 평행하도록 배치되고, 상기 블록부의 축 방향은 상기 제1 다이의 일면과 각을 이루며, 상기 랜드부의 높이는 상기 블록부의 이동에 의해 국부적으로 조절된다.

슬러리의 진행 방향을 기준으로, 상기 블록부는 상기 랜드부의 상류에 배치될 수 있다.

상기 블록부는 복수개이고, 복수의 상기 블록부는 상기 랜드부의 폭 방향을 따라 배치되며, 각각의 상기 블록부는 서로 개별적으로 동작가능할 수 있다.

상기 블록부의 길이는 상기 랜드부의 길이의 10% 내지 30% 이내일 수 있다.

상기 블록부의 길이는 3mm 내지 30mm일 수 있다.

상기 블록부의 폭은 10mm 내지 100mm일 수 있다.

상기 블록부의 축 방향은 상기 제1 다이의 일면과 90도 이하의 각을 이룰 수 있다.

상기 블록부는 실링부를 포함하며, 상기 실링부는 상기 슬러리가 상기 블록의 축 방향으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 블록부는 상기 제1 다이의 일면을 기준으로, 상기 랜드부의 높이 값만큼 음의 방향으로 변위 가능하고, 미리 설정된 값만큼 양의 방향으로 변위 가능하며, 상기 음의 방향은 상기 제1 다이에서 상기 제2 다이를 향하는 방향이고, 상기 양의 방향은 상기 제2 다이에서 상기 제1 다이를 향하는 방향일 수 있다.

상기 미리 설정된 값은 10mm 이하일 수 있다.

상기 블록부는 상기 제1 다이와 마주보는 상기 제2 다이와 대향하여 이동함으로써, 프리-랜드부를 형성하고, 상기 프리-랜드부는 상기 랜드부 보다 단위 길이당 부피가 큰 부분일 수 있다.

슬러리가 상기 블록부와 접촉하기 시작할 때, 상기 블록부는 상기 제1 다이의 일면으로부터 2mm 이상 양의 방향으로 변위된 상태이고, 상기 양의 방향은 상기 제2 다이에서 상기 제1 다이를 향하는 방향일 수 있다.

상기 조절부는 상기 블록부를 이동시키는 구동부 및 상기 블록부와 상기 구동부를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부의 적어도 일부는 상기 제1 다이에 삽입될 수 있다.

상기 제1 다이는 상기 연결부와 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함할 수 있다.

상기 블록부는 액추에이터의 구동에 의해 변위되며, 상기 구동부는 전기적 신호를 수신하여 모터를 구동하는 액추에이터일 수 있다.

상기 블록부는 마이크로 헤드의 조작에 의해 변위되며, 상기 마이크로 헤드에 의한 상기 블록부의 이동 단위는 100um 이하일 수 있다.

상기 슬롯 다이 코터는 제3 다이를 포함하고, 상기 조절부는 상기 제3 다이에 장착될 수 있다.

실시예들에 따르면, 본 발명의 슬롯 다이 코터는 가변적인 공정 조건에 신속하게 대응하여 슬러리의 유량을 조절함으로써, 공정 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있으며, 집전체 상에 균일한 코팅층이 형성됨으로써 공정 수율이 향상되고, 우수한 성능의 전극이 제조될 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 슬롯 다이 코터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 슬롯 다이 코터를 A-A선을 따라 절단한 단면도이다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 슬롯 다이 코터를 B-B선을 따라 절단한 단면도이다
도 5는 도 3의 슬롯 다이 코터의 정면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 블록부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 동작을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 다른 동작을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 슬롯 다이 코터를 C-C선을 따라 절단한 단면도이다
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 블록의 이동 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 또 다른 동작을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 동작에 따른 결과 데이터를 표시한 표이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 매니폴드의 단면적에 다른 로딩 편차를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이다.
도 16 및 도 17은 도 15의 슬롯 다이 코터를 D-D선을 따라 절단한 단면도이다
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 설명한 것 외에 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 본 발명의 범위는 여기에서 설명하는 실시예들에 의해 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 확대하거나 축소하여 나타낸 것이므로, 본 발명의 내용이 도시된 바에 한정되지 않음은 자명하다. 이하의 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 각 층의 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 설명할 때, 이는 해당하는 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이와 반대로 해당하는 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 설명할 때에는 그 사이에 다른 부분이 없는 것을 의미할 수 있다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아닐 수 있다. 한편, 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 설명하는 것과 마찬가지로, 다른 부분 "아래에" 또는 "하에" 있다고 설명하는 것 또한 상술한 내용을 참조하여 이해될 수 있을 것이다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 해당 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 해당 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이고, 도 4는 도 3의 슬롯 다이 코터를 A-A선을 따라 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3의 슬롯 다이 코터의 정면도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 블록부를 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(1)는 공급된 슬러리를 토출하는 본체부(100) 및 토출되는 슬러리의 유량을 조절하는 조절부(200)를 포함할 수 있다.

본체부(100)는 서로 마주보는 제1 다이(110)와 제2 다이(120), 제1 다이(110) 또는 제2 다이(120)에 형성되어 슬러리를 일시적으로 수용하는 매니폴드부(140) 및 슬러리를 외부로 유출하는 랜드부(150)를 포함한다. 구체적으로, 공급부(190, 도 15 참조)로부터 공급된 슬러리가 매니폴드부(140)에 채워지면, 매니폴드부(140)로부터 흘러나온 슬러리는 두 다이(110,120) 사이의 이격 공간인 랜드부(150)를 통해 코팅롤(R)이 설치된 방향으로 이동하여 외부로 토출된다.

제1 다이(110)와 제2 다이(120)는 슬러리를 공급받고, 토출시키기 위한 구성일 수 있다. 제1 다이(110)의 일면과 제2 다이(120)의 일면은 서로 마주보도록 배치되며, 서로 마주보는 두 다이(110,120)의 일면은 슬러리의 토출 방향(x축 방향)과 평행할 수 있다. 여기서, 제1 다이(110)와 제2 다이(120)는 그 위치에 따라 상부 다이와 하부 다이, 또는 하부 다이와 상부 다이로 지칭될 수 있다.

한편, 이하에서는 설명의 편의를 위해 다이(110, 120)가 두개인 것을 기준으로 설명하기로 하나, 다이(110, 120)는 두개 이상일 수 있다. 예를 들어, 다이가 3개인 경우에는 2개의 매니폴드부(140) 및 2개의 랜드부(150)가 형성될 수 있으며 서로 마주보는 다이 사이로 슬러리가 동시에 공급됨으로써 2개의 코팅층이 집전체 상에 적층될 수 있다.

매니폴드부(140)는 공급부(190)로부터 공급되는 슬러리를 일시적으로 수용하기 위한 구성으로, ‘수용부’ 또는 ‘챔버’로 지칭될 수 있다.

매니폴드부(140)는 제1 다이(110) 또는 제2 다이(120) 중 하나에 형성될 수 있다. 매니폴드부(140)는 제1 다이(110) 또는 제2 다이(120)가 서로 마주보는 면 중 하나가 만입됨으로써 형성될 수 있다. 매니폴드부(140)는 소정의 깊이를 가지는 홈의 형태로 형성될 수 있다.

매니폴드부(140)는 좁은 관의 형태인 공급부(190)로부터 전달된 슬러리를 폭 방향(y축 방향)상으로 넓게 분배하기 위한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드부(140)는 다이(110,120)의 내부에서 공급부(190)로부터 멀어질수록 폭 방향상(y축 방향)으로 넓게 퍼지는 형태로 제공될 수 있다.

매니폴드부(140)는 슬롯 다이 코터(1)에서 정체 영역을 형성하므로, 슬러리가 랜드부(150)로 원활하게 흐를 수 있도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, 후술할 도 11과 같이 매니폴드부(140)는 랜드부(150)와 가까워질 수록 그 단면적이 줄어드는 형태로 제공되며, 매니폴드부(140)의 일면이 다이(110,120)의 마주보는 면과 사선을 이루도록 설계될 수 있다.

또, 매니폴드부(140)의 형상은 그 단면이 도 4와 같이 각진 형상을 가지도록 또는 후술할 도 7 등과 같이 둥근 라운드 형상을 가지도록 제공될 수 있으며, 도시된 도면 및 설명에 한정되지 않고 다양한 형상을 가지는 것으로 제공될 수 있다.

여기서, 매니폴드부(140)의 길이(Lm)는 55 mm 내지 75mm, 또는 60 mm 내지 70mm, 실질적으로는 65mm와 유사한 값을 가질 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.

랜드부(150)는 매니폴드부(140)로부터 분배되는 슬러리를 다이(110,120)의 외부로 토출하는 부분일 수 있다. 랜드부(150)는 ‘토출부’, ‘슬릿’등으로 지칭될 수도 있다.

랜드부(150)는 매니폴드부(140)에서 분배된 슬러리가 외부로 유출되기 위해 통과하는 구간일 수 있다. 랜드부(150)는 슬러리의 이동 통로를 제공할 수 있다. 랜드부(150)는 두 다이(110,120)의 결합에 의해 형성될 수 있다. 랜드부(150)는 결합된 두 다이(110,120) 사이의 이격된 공간을 지칭하는 것일 수 있다. 랜드부(150)는 매니폴드부(140)의 일단으로부터 다이 립까지의 두 다이(110,120) 사이의 이격된 공간을 지칭하는 것일 수 있다. 여기서, 다이 립은 랜드부(150)이 말단에 형성된 립 형태의 부분으로, 다이 립을 통해 슬러리가 외부 기재인 집전체로 토출될 수 있다. 다이 립은 ‘립 랜드(lip land)’로 지칭될 수도 있다.

랜드부(150)의 공간은 전체적으로 납작한 직사각형의 형태일 수 있으며, 그 폭(+/-y축 방향)은 다이(110,120)의 폭 방향을 따라 길게 연장되어, 실질적으로 제조되는 코팅층의 폭과 동일하거나 그보다 클 수 있다. 또, 랜드부(150)의 길이(Ln) (+/-x축 방향)는 매니폴드부(140)의 일단으로부터 다이 립까지의 길이와 대응될 수 있고, 여기서 랜드부(150)의 길이 방향은 슬러리의 토출 방향과 평행할 수 있다. 랜드부(150)의 높이(Hn)(+/-y축 방향)는 두 다이(110,120) 사이의 이격 거리에 대응될 수 있다.

여기서, 랜드부(150)의 폭은 1400mm 내지 1500mm, 바람직하게는 1420mm 내지 1460mm, 또는 실질적으로 1440mm와 가까운 값일 수 있다. 이 때, 슬러리의 코팅층의 폭은 1300mm 내지 1400mm, 바람직하게는 1330mm 내지 1370mm, 또는 실질적으로 1350mm와 가까운 값일 수 있다.

여기서, 랜드부(150)의 길이(Ln)는 40 mm 내지 60mm, 또는 45 mm 내지 55mm, 실질적으로는 50mm와 가까운 값일 수 있다. 랜드부(150)의 길이(Ln)는 매니폴드부(140)의 길이(Lm)는 보다 작을 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다.

여기서, 랜드부(150)의 높이(Hn)는 6mm 이하, 또는 1mm 내지 5mm일 수 있다. 바람직하게, 랜드부(150)의 높이(Hn)는 1mm 내지 3mm. 또는 1.5mm 내지 2.5mm 일 수 있고, 2mm에 가까울 수 있다.

한편, 도시되지 않았으나, 두 다이(110,120) 사이에는 심(shim) 부재가 추가로 제공될 수 있다. 심 부재는 두 다이(110,120)가 소정의 간격을 두고 이격되도록 하기 위한 것일 수 있으며, 심 부재의 두께에 의해 다이(110,120) 사이의 간격, 즉, 상술한 랜드부(150)의 높이(Hn)가 결정될 수 있다. 심 부재는 다이(110,120)의 가장자리를 따라 형성된 프레임 구조의 판재로써, 슬러리를 토출하는 다이 립의 방향으로 개방된 형태를 가질 수 있다. 심 부재는 ‘ㄷ’자 형상을 가질 수 있다.

한편, 랜드부(150)의 높이(Hn)는 매니폴드부(140)의 크기, 공급부(190)의 위치, 슬러리의 물성 또는 그 밖에 요인들에 따라 다르게 설게될 수 있다. 통상적으로, 랜드부(150)의 높이(Hn)는 국부적으로 조절될 수 없으며, 다이 립을 통해 유출되는 슬러리의 유량 편차를 줄이기 위해서는 랜드부(150)의 높이(Hn) 값이 작게 설계되는 것이 바람직할 수 있다. 랜드부(150)의 높이(Hn) 값이 작으면 유로 단면의 종횡비(aspect ratio)가 커지면서 2차원 유동효과가 감소하게 되고, 이에 따라 폭 방향 유량 편차가 감소하게 될 수 있기 때문이다. 그러나 랜드부(150)의 높이(Hn) 값이 작게 설계됨에 따라 슬롯 다이 코터(1)에 걸리는 압력이 증가하게 되고, 이에 따라 슬러리가 누출되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 슬러리의 점도가 높은 경우에는 랜드부(150)의 높이(Hn) 값을 작게 설계하기 어려운 문제가 있다.

종래에는 슬러리의 유량 편차를 줄이기 위해 매니폴드부(140) 또는 랜드부(150)의 형상을 변경하는 방법을 고려하기도 하였으나, 이럴 경우 슬롯 다이 코터(1) 전체의 설계를 새로이 해야 하므로, 투입되는 비용 및 시간이 큰 문제가 있었다.

더욱이, 슬러리의 물성 등이 변화하거나, 요구되는 코팅층의 두께가 달라지는 경우, 이에 맞추어 랜드부(150)의 높이(Hn)등도 조절되어야 할 수 있다. 그러나, 랜드부(150)의 높이(Hn)을 조절하기 위해서는 다이(110,120)를 이동시키거나 랜드부(150)를 부분적으로 변형해야 하므로, 비용 및 시간이 투입될 뿐 아니라 다이(110,120)의 소성변형 또한 발생할 수 있어, 공정 조건에 대응하기에 어려움이 많았다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(1)는 슬러리의 유량을 조절하기 위한 조절부(200)를 포함한다. 본 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(1)는 조절부(200)를 포함함으로써, 매니폴드부(140) 또는 랜드부(150)를 변형하거나, 랜드부(150)의 높이(Hn)를 조절하기 위해 다이(110,120)를 이동시키지 않고 슬러리의 유량을 조절할 수 있다. 조절부(200)는 슬러리가 통과하는 랜드부(150)의 높이(Hn)를 국부적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 슬러리의 솟음 현상등이 방지될 수 있고, 전체적인 슬러리의 유량 편차가 개선될 수 있다. 또, 본 실시예에의 슬롯 다이 코터(1)는 조절부(200)를 포함함으로써, 슬러리의 물성, 온도 등의 다양한 요소에 신속하게 대응할 수 있고, 슬러리의 유량을 적절히 조절함으로써 균일한 코팅층을 제조할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 조절부(200)는 조절부(200)를 구동하기 위한 구동부(210), 구동부(210)와 블록부(230)를 연결하는 연결부(220), 구동부(210)의 구동에 의해 이동되는 블록부(230)를 포함할 수 있다.

조절부(200)는 제1 다이(110) 또는 제2 다이(120)에 장착될 수 있다. 도 3 내지 5에서는 조절부(200)가 제1 다이(110)에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 상술한 도면이 조절부(200)가 제2 다이(120)에 장착되는 것을 배제하는 것은 아니다.

조절부(200)는 매니폴드부(140)와 동일한 다이(110,120)에 배치될 수도 있고, 상이한 다이(110,120)에 배치될 수도 있다. 조절부(200)와 매니폴드부(140)가 서로 상이한 다이(110,120)에 배치되는 경우, 매니폴드부(140)와 연결되는 공급부(190)가 조절부(200)와 상이한 다이(110,120)에 배치되게 되므로, 조절부(200)의 조작의 용이성 또는 설치의 용이성이 향상될 수 있다.

구동부(210)는 물리적인 외력 또는 전기적인 신호를 전달받을 수 있다. 구동부(210)는 외력에 의한 운동 에너지를 전달받거나, 또는 전기적 신호에 의해 운동 에너지를 발생시킬 수 있다. 구동부(210)는 발생된 운동 에너지를 블록부(230)에 전달함으로써 블록부(230)의 이동을 야기할 수 있다.

구동부(210)는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 것일 수 있다. 구동부(210)의 핸들 또는 모터는 구동부(210)의 길이 방향상 중심 축을 따라 회전 운동할 수 있고, 이에 따라 핸들 또는 모터와 연결된 스크류 등이 함께 회전될 수 있다. 스크류가 회전하면, 수나사 및 암나사를 통해 스크류와 암수 결합된 부재가 축 방향을 따라 이동될 수 있다. 스크류와 암수 결합된 부재는 블록부(230)와 연결될 수 있으며, 이에 따라 블록부(320)등의 직선 운동이 야기될 수 있다.

일 예로, 구동부(210)는 물리적인 외력에 의해 회전됨으로써, 구동부(210)와 연결된 부재의 직선 운동을 야기시키는 것일 수 있다. 구동부(210)는 외력에 의해 회전 가능한 핸들 및 핸들의 회전 운동에 의해 회전축을 따라 이동가능한 부재를 포함할 수 있다.

여기서, 구동부(210)는 마이크로미터 헤드(Micrometer Head) 또는 마이크로미터 핸들(Micrometer Handle)일 수 있으며, 수동으로 조작되는 것일 수 있다. 또 여기서, 핸들은 심블(thimble)일 수 있으며, 회전축을 따라 이동가능한 부재는 스핀들(spindle) 또는 스트로크(stroke)일 수 있다. 구동부(210)가 마이크로 헤드로 제공되는 경우, 구동부(210)에 의한 직선 운동은 100um 이하의 단위로 제어될 수 있다. 마이크로 헤드의 설계에 따라, 구동부(210)에 의한 직선 운동은 10um 단위 수준으로 제어될 수도 있다. 직선 운동의 제어 단위가 작을수록, 조절부(200)에 의한 슬러리의 유량 조절은 더욱 정밀해질 수 있다.

다른 예로, 구동부(210)는 전기적인 신호를 전달받고, 이에 따라 운동 에너지를 발생시킴으로써 구동부(210)와 연결된 부재를 이동시키는 것일 수 있다. 구동부(210)는 외부의 신호를 수신하기 위한 제어부 및 모터를 포함할 수 있다. 구동부(210)는 외부의 전기적인 신호를 수신하여 모터를 구동할 수 있고, 이에 따라 모터와 연결된 스크류 등이 회전함으로써 스크류와 암수 결합된 부재의 직선 운동이 수행될 수 있다.

여기서, 구동부(210)는 액추에이터(212, 도 15 참고), 보다 구체적으로는 리니어 액추에이터일 수 있으며, 자동으로 조작되는 것일 수 있다. 또 여기서, 스크류는 리드 스크류 또는 볼 스크류일 수 있고, 스크류와 암수 결합된 부재는 너트 및/또는 너트와 결합된 로드일 수 있다.

구동부(210)가 액추에이터로 제공되는 경우, 구동부(210)에 의한 직선 운동은 미세한 단위로 제어될 수 있다. 따라서, 액추에이터를 구동부(210)로 사용하는 경우에는 그 조절 단위가 마이크로 헤드를 이용하는 경우보다 작을 수 있으며, 구체적으로는 100um 이하, 또는 10um 이하일 수 있다.

연결부(220)는 구동부(210)와 블록부(230)를 연결하기 위한 것으로써, 블록부(230)의 용이한 교체를 위한 것일 수 있다. 주로 블록부(230)는 다이(110,120) 사이를 통과하는 슬러리와 자주 접촉하므로, 변형이 쉬울 수 있고, 변형된 블록부(230)는 교체되어야 할 수 있다. 블록부(230)의 교체가 용이하기 위해서, 블록부(230)는 구동부(210)와 일체로서 구성되지 않고, 분리하여 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 이처럼, 블록부(230)와 구동부(210)가 서로 분리되도록 설계되는 경우, 이들을 연결하기 위한 연결부(220)가 제공될 수 있다.

연결부(220)는 구동부(210)의 일단과 블록부(230)의 일단을 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결부(220)의 일단에는 구동부(210)가, 타단에는 블록부(230)의 일단이 삽입됨으로써 연결부(220)와 구동부(210) 및 블록부(230)가 연결될 수 있다. 연결부(220)는 구동부(210)와 블록부(230)이 일단이 삽입될 수 있도록 양 단에 홈이 구비된 형태로 제공될 수 있다.

다른 예를 들어, 연결부(220)의 내부면에는 암나사와 같은 홈 또는 돌출부가 형성될 수 있고, 구동부(210)와 블록부(230)의 외부면에는 수나사와 같은 돌출부 또는 홈이 구비됨으로써 연결부(220)와 구동부(210) 또는 블록부(230)가 서로 맞물려 결합될 수 있다.

이 때, 연결부(220)는 상술한 것과 같이 홈을 구비한 형태로 제공될 수도 있으나, 연결부(220)는 구동부(210)와 블록부(230)이 외면을 감싸는 실린더 형상 또는 튜브 형상으로 제공될 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 연결부(220)에는 볼트등과 같은 별도의 결합부재가 제공될 수 있으며, 연결부(220)의 일면에는 볼트 등이 관통할 수 있는 홀이 구비될 수 있다. 구체적으로, 연결부(220)의 내부면에 구동부(210)와 블록부(230)가 위치하면, 연결부(220)의 외부면으로부터 볼트 등을 삽입하여, 구동부(210)와 블록부(230)가 연결부(220)와 고정되도록 할 수 있다.

여기서, 연결부(220)는 일체형 실린더 또는 튜브 형태로 제공될 수 있으며, 삽입된 볼트가 구동부(210) 또는 블록부(230)의 일측을 가압함으로써 연결부(220)와 결합될 수 있다. 또 여기서, 연결부(220)는 두 개의 반원통형(half cylinder) 또는 반관형(half tube)등으로 제공되어, 서로 결합되는 형태로 설계될 수도 있다. 이처럼, 연결부(220)가 두개의 반원통형 또는 반관형으로 제공되는 경우에는, 각각의 연결부(220)들은 일측으로부터 연장된 결합면을 구비하고, 서로 마주보는 결합면을 볼트가 고정함으로써 두개의 연결부(220)가 서로 고정될 수 있다. 이 때, 연결부(220)의 내측면에 위치한 구동부(210)와 블록부(230)는 두 연결부(220)가 서로를 향해 밀착되어 고정됨으로써 연결부(220)와 연결될 수 있을 것이다.

연결부(220)의 형태는 상술한 예시 각각뿐 아니라 이들의 조합을 모두 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 연결부(220)의 형태는 상술한 것과 달리 제공될 수도 있다. 따라서, 연결부(220)의 형태 및 연결부(220)와 다른 부재 사이의 고정 형태가 도면 및 상술한 예시들로 제한 해석되어서는 안될 것이다.

한편, 실시예에 따라, 구동부(210)와 블록부(230)는 연결부(220) 없이 연결될 수도 있다. 예를 들어, 구동부(210)의 일단과 블록부(230)의 일단에는 암나사 또는 수나사의 기능을 하는 나사산, 또는 서로 결합되는 홈 또는 돌출부가 형성될 수 있으며, 이를 통해 구동부(210)의 일단과 블록부(230)의 일단이 결합될 수도 있다.

블록부(230)는 제1 다이(110) 또는 제2 다이(120) 중 하나에 삽입되어, 구동부(210)에 의해 이동됨으로써 슬러리의 유량을 조절하는 것일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 명세서의 도면에서 조절부(200)는 제1 다이(110)에 제공되는 것으로 도시되었는 바, 이하에서는 블록부(230)가 제1 다이(110)에 삽입된 것을 기준으로 설명하기로 한다.

블록부(230)는 구동부(210)에 의해 축 방향으로 이동되어, 랜드부(150)의 국부적인 높이(Hn)를 조절할 수 있다. 블록부(230)는 제1 다이(110)의 일면으로부터 돌출되거나 함침됨으로써, 슬러리가 진입하는 공간을 축소하거나 확대할 수 있다. 블록부(230)는 제2 다이(120)를 향해 이동되거나, 또는 제2 다이(120)와 대향하는 방향, 즉 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 블록부(230)가 이동함으로써 블록부(230)의 일부는 제1 다이(110)의 일면으로부터 돌출되거나 함침될 수 있고, 이에 따라 제1 다이(110)와 제2 다이(120) 사이의 간격, 즉 랜드부(150)의 높이(Hn) 값이 국부적으로 축소되거나 확장될 수 있다. 여기서, 블록부(230)의 축 방향은 조절부(200) 또는 구동부(210)의 축 방향일 수 있다. 또, 블록부(230)의 축 방향은 로드(234)의 길이 방향일 수 있다. 또, 블록부(230)의 축 방향은 블록부(230)의 이동 방향일 수 있다.

블록부(230)의 일면은 슬러리의 토출 방향과 평행한 제1 다이(110)의 일면과 평행하게 배치될 수 있고, 블록부(230)가 구동부(210)에 의해 축 방향으로 이동됨으로써, 블록부(230)의 일면이 제1 다이(110)의 일면으로부터 외측 또는 내측으로 이동될 수 있다. 여기서, 블록부(230)의 축 방향은 슬러리의 토출 방향과 각을 이룰 수 있다. 예를 들어, 블록부(230)의 축 방향은 제1 다이(110)와 수직하는 방향일 수 있고, 블록부(230)는 제2 다이(120)의 일면을 향하거나, 이와 대향하도록 이동됨으로써 슬러리의 유량을 조절할 수 있다. 다른 예를 들어, 블록부(230)의 축 방향은 제1 다이(110)와 일정 범위의 각을 이룰 수 있다. 이 때, 블록부(230)의 축 방향은 제2 다이(120)의 일면과 수직하는 성분을 포함할 수 있다.

한편, 블록부(230)가 랜드부(150)의 높이(Hn)을 국부적으로 확장하는 경우, 매니폴드부(140)와 랜드부(150) 사이에 정체 영역이 형성될 수 있으며, 이에 따라 폭 방향상 유동이 감소되는 효과가 발생할 수 있다. 이러한 정체 영역은 ‘프리-랜드부(160, 도 9 및 도 10 참고)’로 지칭될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

블록부(230)는 랜드부(150)의 길이 방향상, 일부 구간에 대응되도록 배치될 수 있다. 슬러리는 랜드부(150)의 길이 방향을 따라 흘러 집전체 상으로 토출되게 되므로, 랜드부(150)의 일부 구간에서만 슬러리의 유량이 제어되더라도, 그 효과는 결과물인 코팅층에 미칠 수 있다. 랜드부(150)의 높이(Hn)를 전체적으로 수정해야 했던 과거의 슬롯 다이 코터와 달리, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 블록부(230)의 이동을 통해 랜드부(150)의 일정 구간의 높이(Hn)를 변경함으로써 수행되므로, 조작이 간편할 수 있고, 슬러리의 유량 및 유속 또는 슬러리의 물성 등에 따라 실시간으로 대응할 수 있다. 또, 종래의 슬롯 다이 코터와 비교하여 다이(110,120)의 변형이 최소화될 수 있다.

여기서, 블록부(230) 길이(La)는 랜드부(150)의 길이(Ln)에서 10% 내지 30%, 또는 16% 내지 24% 또는 20% 로 설정되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 블록부(230)가 랜드부(150)에서 차지하는 비율이 10% 이내이면 블록부(230)의 효과가 발생되기 어렵고, 30%보다 크면 블록부(230)의 크기 때문에 랜드부(150)의 본래 효과가 발휘되기 어렵기 때문일 수 있다.

블록부(230)는 랜드부(150)의 길이 방향상, 시작점에 가까이 배치될 수 있다. 랜드부(150)의 시작점이란 슬러리의 흐름을 기준으로 랜드부(150)에 슬러리가 유입되는 지점, 즉, 상류를 의미하는 것일 수 있고, 매니폴드부(140)와 랜드부(150)가 맞닿은 지점을 의미하는 것일 수 있다. 블록부(230)가 랜드부(150)의 초입에 위치하면, 매니폴드부(140)로부터 유출된 슬러리가 블록부(230)에 의해 먼저 제어될 수 있으므로, 매니폴드부(140)가 랜드부(150)를 통과하는 슬러리의 유량, 유속 또는 유동에 미치는 영향이 최소화될 수 있다.

블록부(230)는 랜드부(150)의 폭 방향상, 일부 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 블록부(230)는 랜드부(150)의 폭 방향상 일부 영역의 높이(Hn)를 국부적으로 조절함으로써, 매니폴드부(140)로부터 흘러나오는 슬러리의 유동을 최소화할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 매니폴드부(140)는 좁은 관의 형태인 공급부(190)를 통해 슬러리를 전달받고 이를 분배하므로, 매니폴드부(140) 내에서 일부 영역의 슬러리의 유량 또는 유속은 다른 영역의 슬러리보다 클 수 있다. 이 때, 유량 또는 유속이 큰 슬러리가 분배되는 위치에 대응되는 블록부(230)가 동작하면, 해당 영역의 유량 또는 유속이 랜드부(150)를 통과하기 전에 조절될 수 있고, 슬러리의 유속 및 유량의 편차가 개선될 수 있다. 이처럼, 블록부(230)의 동작에 의해 랜드부(150)를 통과하는 슬러리의 유동이 감소될 수 있으며, 이에 따라 균일한 코팅층이 제조될 수 있다.

블록부(230)는 랜드부(150)의 폭 방향 상, 복수개로 위치할 수 있다. 각각의 블록부(230)는 각각의 구동부(210)와 연결되며, 이를 통해 복수의 블록부(230)는 독립적으로 동작할 수 있다. 또 복수의 블록부(230)는 슬러리의 유량을 균일하게 조절할 수 있도록 랜드부(150)의 폭 방향을 따라 연이어 또는 일정한 간격을 두고 나란히 배치될 수 있다. 그러나, 상술한 설명이 블록부(230)가 하나로 제공될 수도 있음을 배제하는 것은 아니다.

블록부(230)는 랜드부(150)의 폭 방향상, 전체 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 폭 방향을 따라 위치한 복수의 블록부(230)가 동시에 동작하면, 랜드부(150)의 길이 방향상 일부 구간의 높이가 전체적으로 조절될 수 있다. 종래의 슬롯 다이 코터는 다이 사이의 간격, 즉 랜드부(150)의 높이를 조절함에 있어 어려움이 많았으나, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 다이(110,120)를 이동시키지 않고도 블록부(230)의 이동을 통해 랜드부(150)의 길이 방향상 일부 구간의 높이를 작게하거나, 높게 함으로써 슬러리의 유동을 최소화할 수 있다. 또, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 블록부(230)의 이동을 통해 랜드부(150)의 일부 구간의 높이를 조절하여 토출되는 슬러리의 유량을 전체적으로 축소하거나 증가시킬 수도 있다.

도 6을 참조하면, 블록부(230)는 블록(232) 및 블록(232)과 연결된 막대 형상의 로드(234)를 포함할 수 있다. 로드(234)의 일단에는 블록(232)이 위치하고, 로드(234)의 타단은 구동부(210) 또는 연결부(220)와 연결될 수 있다. 로드(234)의 타단에는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있으며, 이는 체결부(236)로 지칭될 수 있다. 체결부(236)는 구동부(210) 또는 연결부(220)와의 용이한 연결을 위한 것일 수 있다.

블록부(230)에는 실링부(238)가 장착될 수 있으며, 이는 블록부(230)의 축 방향으로 슬러리가 침투하거나 유입되지 못하도록 하기 위한 것일 수 있다. 실링부(238)는 로드(234)에 장착될 수 있으며, 두 개 이상인 경우에는 간격을 두어 배치될 수 있다. 실링부(238)는 로드(234)의 둘레를 감싸는 링(ring)의 형태로 제공될 수 있으며, 실링부(238)의 형상은 로드(234)의 형상에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 로드(234)가 원통형 실린더인 경우 실링부(238)는 O-ring의 형태로 제공될 수 있다. 한편, 로드(234)에서 실링부(238)가 장착되는 위치에는 음각 가공을 통한 홈이 형성될 수 있으며, 실링부(238)는 홈을 통해 로드(234)에 안정적으로 장착될 수 있다. 여기서, 홈의 형상은 블록부(230)와 접촉하는 실링부(238) 외면의 형상과 대응될 수 있을 것이다.

블록부(230)의 블록(232)은 실질적으로 랜드부(150)의 높이(Hn)를 조절하고, 슬러리와 접촉하는 구성일 수 있다. 블록부(230)의 폭 및 길이는 실질적으로 블록(232)의 폭 및 길이를 의미하는 것일 수 있다.

여기서, 블록부(230)의 폭(Wa) 은 10mm 내지 100mm 일 수 있다. 블록부(230)의 길이(La)는 3mm 내지 30mm일 수 있다. 구체적인 블록의 폭(Wa) 및 길이(La)는 랜드부(150)의 폭 및 길이(Ln)등에 의해 결정될 수 있다.

예를 들어, 랜드부(150)의 폭이 1440mm와 가까운 값이고, 슬러리의 코팅층의 폭이 1350mm와 가까운 값인 경우, 블록부(230)의 폭(Wa)은 50mm 내지 60mm, 바람직하게는 55mm 내지 58mm, 또는 56.5mm에 가까운 값일 수 있다.

또, 예를 들어, 랜드부(150)의 길이(Ln)가 50mm와 가까운 값인 경우, 블록부(230)의 길이(La)는 5mm 내지 15mm, 바람직하게는 8mm 내지 12mm, 또는 10mm에 가까운 값일 수 있다. 다시 말해서, 랜드부(150)의 길이(Ln)에서 블록부(230)의 길이(La)가 차지하는 비율은 10% 내지 30%, 또는 16% 내지 24% 또는 20%에 가까운 값일 수 있다.

설명의 편의를 위하여 도 3 내지 도 5 에서는 블록부(230)가 5개인 것으로 도시하였으나, 블록부(230)는 5개 이상 또는 이하로 제공될 수 있다. 또, 슬롯 다이 코터(1)에 제공되는 블록부(230)의 수는 랜드부(150)의 폭, 코팅층의 폭 또는 블록부(230)의 폭(Wa)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 랜드부(150)의 폭이 1440mm, 슬러리의 코팅층의 폭은 1350mm에 가까운 값일 때, 블록부(230)의 폭(Wa)이 56.5 mm이면, 블록부(230), 즉 조절부(200)는 24개가 제공될 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 5에서는 블록부(230)의 적어도 일부 또는 전체는 제1 다이(110)에 삽입되고, 연결부(220) 및 구동부(230)는 제1 다이(110)에 삽입되지 않은 것으로 도시되었다. 이처럼 조절부(200)의 절반 이상이 제1 다이(110)의 외부로 돌출되는 경우, 전체적인 슬롯 다이 코터(1)의 크기가 증가할 수 있으므로 조절부(200)가 제1 다이(110) 내부에 더 많이 삽입되는 것이 바람직할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 변형 예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(220)의 적어도 일부는 제1 다이(110)에 삽입될 수 있다. 조절부(200) 중 블록부(230)만이 제1 다이(110)에 삽입되는 경우와 비교해서, 연결부(220)의 적어도 일부가 제1 다이(110)에 삽입되는 경우, 슬롯 다이 코터(1)의 부피가 줄어 들 수 있고 슬롯 다이 코터(1)의 간소화가 달성될 수 있다.

연결부(220)는 그 전체가 제1 다이(110)에 삽입될 수도 있다. 또, 연결부(220) 뿐 아니라 구동부(210)의 적어도 일부가 제1 다이(110)에 삽입될 수도 있다. 이 때, 구동부(210)가 액추에이터와 같이 외부의 전기적 신호를 수신하여 동작하는 경우에는, 사용자가 구동부(210)를 파지할 필요가 없으므로 구동부(210)의 더 많은 부분이 제1 다이(110)에 삽입될 수도 있다. 설계에 따라, 구동부(210)를 포함하는 조절부(200) 전체가 제1 다이(110) 내부에 삽입되는 것도 가능할 것이다.

한편, 블록부(230)는 슬롯 다이 코터(1)의 사용에 의해 마모되기 쉬운 구성이므로 자주 교체되어야 할 수 있다. 또, 요청된 코팅 공정이 완료된 이후, 블록부(230)에 잔존하는 슬러리등을 제거하기 위하여 블록부(230)는 슬롯 다이 코터(1)로부터 해제되어 세척될 필요가 있을 수 있다. 상술한 도 3 내지 도 5와 같은 구성에서는 연결부(220)가 제1 다이(110) 외부로 노출되어 있으므로, 연결부(220)를 조작하여 마모된 블록부(230)를 연결부(220)로부터 해체하고, 새로운 블록부(230)를 연결부(220)에 조립할 수 있다. 그러나, 도 7과 같은 슬롯 다이 코터(1)에서는 연결부(220)의 적어도 일부가 제1 다이(110) 내부에 삽입되어 있으므로, 블록부(230)의 교체를 위해서는 조절부(200) 전체를 제1 다이(110)로부터 해체해야 하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 슬롯 다이 코터(1)로부터 조절부(200)를 해체하지 않고 블록부(230)를 교체하기 위해서, 조절부(200)가 장착된 제1 다이(110)에 연결부(220)를 노출시키기 위한 홀이 형성될 수 있다. 제1 다이(110)에 홀이 구비됨으로써, 연결부(220)는 다이(110,120) 외부로 드러날 수 있고, 연결부(220)가 홀을 통해 보다 쉽게 조작될 수 있으며, 마모된 블록부(230)가 연결부(220)로부터 용이하게 해체되고, 새로운 블록부(230)가 연결부(220)와 쉽게 체결될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부의 동작에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 동작을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 다른 동작을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 슬롯 다이 코터를 C-C선을 따라 절단한 단면도이다.

설명의 편의를 위해, 도 8 및 도 9에서는 조절부(200)는 블록부(230), 보다 명확하게는 블록(232)만으로 표시되었다. 또, 이하에서는, 블록부(230)가 삽입된 제1 다이(110)에서 제2 다이(120)를 향하는 방향을 음의 방향으로, 그 반대 방향을 양의 방향으로 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 블록부(230)는 블록부(230)가 삽입 또는 장착된 제1 다이(110)와 마주보는 제2 다이(120)를 향해 이동할 수 있다. 블록부(230)의 이동 거리(d)는 기준선(base line)을 기준으로 산출될 수 있으며, 랜드부(150)의 높이(Hn)에 의해 그 범위가 제한될 수 있다. 예를 들어, 랜드부(150)의 높이(Hn)가 2mm인 경우, 도 8의 블록부(230)의 이동 거리(d)의 범위는 0 내지 2mm 내의 값일 수 있다. 이때, 블록부(230)의 변위 범위는 0 내지 -2mm일 수 있다.

블록부(230)의 변위가 0일 때, 랜드부(150)의 높이(Hn)는 초기 값인 2mm일 수 있으며, 블록부(230)의 변위가 -2mm까지 늘어남에 따라, 블록부(230)가 위치하는 부분의 랜드부(150)의 높이(Hn)는 0에 가까워질 수 있다.

블록부(230)의 변위가 음의 방향으로 증가함에 따라, 블록부(230)와 대응되는 랜드부(150)의 일 공간이 축소될 수 있고, 이에 따라 해당 공간에 작용하는 압력이 증가할 수 있다. 공간의 축소 및 압력의 증가에 따라, 해당 공간에 유입되는 슬러리의 유량은 감소할 수 있고, 블록부(230)와 대응되는 공간을 거쳐 랜드부(150)의 길이 방향을 따라 흘러 토출되는 슬러리의 유량이 감소할 수 있다.

여기서, 블록부(230)와 대응되는 랜드부(150)의 공간은, 하나의 블록부(230)가 위치하는 랜드부(150)의 폭 방향상 일부 영역 및 길이 방향상 일부 구간을 의미하는 것으로써, 그 크기는 블록부(230)의 폭(Wa) 및 길이(La)에 대응될 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 블록부(230)는 블록부(230)가 삽입 또는 장착된 제1 다이(110)와 마주보는 제2 다이(120)와 대향하는 방향으로 이동함으로써 제1 다이(110)의 내측으로 더 깊게 삽입될 수 있다.

구체적으로, 블록부(230)의 변위가 양의 방향으로 증가함에 따라, 블록부(230)와 대응되는 랜드부(150)의 일 공간이 확장될 수 있고, 이에 따라 해당 공간에 작용하는 압력이 감소할 수 있다. 공간의 확장 및 압력의 감소에 따라, 해당 공간에 유입되는 슬러리의 유량은 증가할 수 있다. 제1 다이(110)에는 슬러리가 유입가능한 내부 유로가 형성될 수 있다. 즉, 블록부(230)의 동작에 의해 매니폴드부(140)와 랜드부(150) 사이에 슬러리가 일시적으로 수용되는 부분인 프리-랜드부(160)가 형성될 수 있다.

프리-랜드부(160)는 이동하는 슬러리를 일시적으로 수용함으로써 폭 방향상 유량 또는 유속의 편차를 개선할 수 있다. 프리-랜드부(160)의 높이 값은 랜드부(150)의 높이 값 보다 크므로, 프리-랜드부(160)에 유입된 슬러리는 랜드부(150)로 바로 이동될 수 없으며, 단위 길이당 부피가 큰, 넓은 공간을 제공하는 프리-랜드부(160)에 머물 수 있다. 이 과정에서, 프리-랜드부(160)에 수용된 슬러리들 간의 유량 또는 유속의 편차가 감소되고, 슬러리의 폭 방향상 유동이 최소화될 수 있다. 프리-랜드부(160)는 축 방향상 일부 영역에 형성될 수도 있으나, 폭 방향상 유동을 최소화하기 위해서는 축 방향상 연이어 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

프리-랜드부(160)의 높이는 블록부(230)에 의해 변화 가능하므로, 정체 영역인 프리-랜드부(160)의 크기는 공정 조건에 맞추어 변경될 수 있다. 구체적으로, 프리-랜드부(160)의 높이는 랜드부(150)의 높이(Hn) 보다는 크고, 매니폴드부(140)의 높이 보다는 작을 수 있다. 여기서, 프리-랜드부(160)의 높이는 블록부(230)의 이동거리와 랜드부(150)의 높이(Hn)를 더한 값일 수 있다.

프리-랜드부(160)를 형성하는 블록부(230)에 있어서, 블록부(230)의 이동 거리(d)의 범위는 랜드부(150)의 높이(Hn)에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 랜드부(150)의 높이(Hn)가 2mm인 경우, 블록부(230)의 이동거리(d) 범위는 0 내지 10mm, 0 내지 5mm, 또는 0 내지 3mm일 수 있다. 이 때, 블록부(230)의 변위 범위는 0 내지 +10mm, 0 내지 +5mm, 또는 0 내지 +3mm 일 수 있다. 또, 프리-랜드부(160)의 길이는 블록부(230)의 길이(La)에 대응될 수 있고, 프리-랜드부(160)의 폭은 블록부(230)의 폭(Wa)에 대응될 수 있다.

이처럼, 블록부(230)는 프리-랜드부(160)를 형성함으로써 매니폴드부(140)의 형상을 변경하지 않고도 슬러리의 정체 영역을 추가적으로 형성할 수 있다. 또, 블록부(230)는 조작이 단순할 뿐만 아니라, 변위 범위가 넓으므로 슬러리의 유량 및 유속 또는 슬러리의 물성 등에 따라 실시간으로 대응할 수 있다.

한편, 상술한 도면들에서는 블록부(230)의 이동 방향이 다이(110,120)의 마주보는 면(이하에서는 ‘대향면’으로 지칭됨)을 기준으로 수직한 것으로 도시되었으나, 반드시 그러한 것은 아니며, 블록부(230)의 이동 방향은 설계자의 의도에 따라 달리 설계될 수 있다. 여기서, 블록부(230)의 이동 방향은 블록부(230)의 축 방향으로 설명될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 블록의 이동 방향을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예의 블록부(230)는 구동부(210)에 의해 직선 이동될 수 있고, 이 때, 직선 운동의 방향은 다양하게 설계될 수 있다.

블록부(230)의 이동 방향은 다이(110,120)의 마주보는 면, 즉 랜드부(150)의 길이 방향과 사선을 이룰 수 있다. 이는 블록부(230)의 이동 방향이 슬러리의 이동 방향과 평행할수록 슬러리의 유속이 저하되지 않고 본래의 속도로 토출될 수 있기 때문이다. 블록부(230)의 이동 방향이 대향면을 기준으로 사선을 이룰 때, 블록부(230)는 도 11(b)와 같이 슬러리의 유량을 조절하면서도, 슬러리의 이동을 제한하지 않을 수 있다. 예를 들어, 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 90도 이하의 각도를 이룰 수 있다. 다른 예를 들어, 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 30도 내지 90도의 각을 이룰 수 있다. 또 다른 예를 들어, 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 50도 내지 90도의 각을 이룰 수 있다. 여기서, 블록부(230)의 이동 방향과 상기 다이(110,120)의 일면이 이루는 각이 50도 보다 작으면 블록부(230), 즉 조절부(200)의 설치 또는 조작이 용이하지 않을 수 있으나, 이는 다이(110,120)의 설계에 따라 다를 수 있으므로, 50도 보다 작게, 30도 이하로 설계될 수도 있다. 또, 블록부(230)의 이동 방향과 상기 다이(110,120)의 일면이 이루는 각이 90도 보다 크면 블록부(230)의 이동 방향이 슬러리의 이동 방향과 반대 방향의 성분을 가지게 되므로, 설계상의 이점이 없을 수 있다.

특히, 블록부(230)가 프리-랜드부(160)를 형성하는 경우에는 블록부(230)의 이동 방향이 대향면과 사선을 이루는 것이 바람직할 수 있다. 프리-랜드부(160)는 매니폴드부(140)와 같이 슬로 다이 코터(1)에 정체 영역을 형성하므로, 슬러리의 토출 속도를 제한할 우려가 있다. 따라서, 프리-랜드부(160)가 슬롯 다이 코터(1)에 형성가능한 본 실시예에서는 블록부(230)가 가능한, 슬러리의 이동 방향과 평행한 방향으로 이동되도록 설계되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 90도 이하의 각도를 이룰 수 있다. 다른 예를 들어, 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 30도 내지 90도의 각을 이룰 수 있다. 또 다른 예를 들어, 블록부(230)의 이동 방향은 대향면을 기준으로 50도 내지 90도 이하일 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리-랜드부와 프리-랜드부 형성에 따른 로딩 민감도의 변화에 관하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 조절부의 또 다른 동작을 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 동작에 따른 결과 데이터를 표시한 표이다. 여기서, 도 12에서는 설명의 편의를 위해서 6개의 블록부(230)만을 도시하였으나, 실제 실험시에는 슬롯 다이 코터에 24개의 블록부(230)가 제공되었음을 미리 밝혀 둔다.

본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 블록부(230)를 양의 방향으로 이동시켜 프리-랜드부(160)를 형성한 후, 토출되는 슬러리의 유량 편차등을 고려하여 블록부(230)를 양의 방향 또는 음의 방향으로 추가 이동시킴으로써 슬러리의 유량을 제어할 수 있다. 이 때, 도 12와 같이 프리-랜드부(160)는 폭 방향상 전체적으로 형성될 수 있으며, 이후 추가 이동되는 블록부(230)는 개별적으로 동작될 수 있다.

한편, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)에서는 블록부(230)의 이동에 따라 전체적인 슬러리의 유량이 변경되게 되므로, 하나의 블록부(230)에 의한 로딩 편차는 적절히 조절되어야 할 수 있다. 블록부(230)에 이동에 따른 로딩양의 변화가 너무 크면 미세한 유량 조절이 어렵고, 블록부(230)의 이동에 따른 로딩양의 변화가 너무 작으면 조작이 번거로울 수 있다.

도 12(a)의 초기 위치는 블록부(230)의 변위가 0mm으로, 프리-랜드부(160)가 형성되지 않은 경우이고(2mm), 도 12(b)의 초기 위치는 블록부(230)의 변위가 1 mm로, 프리-랜드부(160)의 높이가 3mm 인 경우이고, 도 12(c)의 초기 위치는 블록부(230)의 변위가 2 mm로, 프리-랜드부(160)의 높이가 4mm 인 경우이다.

도 13은 상술한 도 12의 초기 위치에서 폭 방향상 중앙에 있는 2개의 블록부(230)를 -0.1mm 만큼 변위 시켰을 때, 변위된 2개의 블록부(230)를 포함하는 4개의 블록부(230)의 로딩 편차(Loading deviation)와 전체 로딩 편차를 비교한 표이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)의 로딩 민감도(Loading sensitivity(%))는 프리-랜드부(160)의 높이에 따라 상이하게 나타날 수 있다. 여기서, 로딩 민감도란 블록부(230)가 -0.1mm 만큼 변위된 경우, 코팅층의 단위면적당 무게의 변화량일 수 있다. 산출된 로딩 민감도 값이 낮으면 블록부(230)의 이동에 따라 슬러리의 유량이 쉽게 조절될 수 있는 것으로, 로딩 민감도 값이 높으면 블록부(230)의 이동에 따라 슬러리의 유량이 조절되기 어려운 것으로 이해될 수 있다.

도 13의 표에서, 프리-랜드부(160)가 형성되지 않은 도 12(a) 보다 프리-랜드부(160)가 형성된 도 12(b) 및 도 12(c)의 로딩 민감도 값이 더 낮게 나타났다. 이러한 결과를 참조할 때, 랜드부(150)에 프리-랜드부(160)가 형성되는 경우 블록부(230)의 이동에 의해 슬러리의 유량이 보다 정밀하게 조정될 수 있는 것으로 설명될 수 있다. 또한, 프리-랜드부(160)가 더 크게 형성된 도 12(c)가 도 12(b) 보다 로딩 민감도 값이 더 낮게 나타난 점을 볼 때, 프리-랜드부(160)의 크기가 클수록 로딩 민감도가 더욱 향상되는 것을 알 수 있다.

이는 프리-랜드부(160)에 의한 슬러리의 유동이 감소됨으로써, 블록부(230)의 효과가 극대화되기 때문일 수 있다. 구체적으로, 블록부(230)의 이동이 야기되더라도, 프리-랜드부(160)가 형성된 상태라면 블록부(230)의 이동에 의한 랜드부(150) 내부의 압력 변화가 크지 않을 수 있다. 이처럼, 프리-랜드부(160)가 형성되면, 블록부(230) 이동에 의한 랜드부(150) 내부의 압력 편차가 감소할 수 있고, 로딩 민감도 값이 감소할 수 있다. 또, 프리-랜드부(160)가 크게 형성될수록, 이러한 효과는 더욱 크게 나타날 수 있다.

한편, 로딩 민감도 값이 낮으면 블록부(230)의 이동에 따라 슬러리의 유량이 쉽게 조절될 수 있으나, 그 값이 너무 낮으면 블록부(230)의 작은 움직임도 슬러리의 유량에 영향을 줄 수 있으므로, 로딩 민감도가 낮을수록 슬롯 다이 코터(1)의 성능이 우수하다고 볼 수는 없을 것이다. 또한, 적절한 로딩 민감도 값은 물성, 공정 조건 등에 따라 다를 수 있으므로, 특정 로딩 민감도 값이 반드시 우수하다고 볼 수는 없을 것이다. 그러나, 실제 공정에 적용하기 위해서는 슬롯 다이 코터(1)의 로딩 민감도 값이 도 12(c)의 로딩 민감도 값인 0.23% 보다는 낮은 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 실제 공정에서 도 12와 같이 프리-랜드부(160)를 셋팅하고자 하는 경우에는, 프리-랜드부(160)를 형성하는 블록부(230)의 변위 값이 2mm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 슬러리를 집전체에 코팅하는 공정에 있어서, 블록부(230)의 초기 설정된 변위 값은 2mm 이상인 것이 바람직할 수 있다.

다시 말해서, 슬러리가 블록부(230)와 접촉하기 시작하는 제1 시점에 블록부(230)는 제1 변위 값을 가지고, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 블록부(230)는 상기 제1 변위 값과 다른 제2 변위 값을 가질 때, 상기 제1 변위 값은 상기 블록부(230)가 위치한 다이(110,120)의 일면을 기준으로, +2mm 이상일 수 있다. 슬러리가 블록부(230)와 접촉하기 전에, 블록부(230)는 제1 다이(110)의 일면, 즉 대향면으로부터 2mm 이상 양의 방향으로 변위된 상태일 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 포함된 매니폴드의 단면적에 다른 로딩 편차를 설명하기 위한 도면이다.

통상적으로, 슬롯 다이 코터(1)의 매니폴드부(140)의 크기가 클수록 폭 방향상 슬러리의 유량 편차가 개선되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 종래에는 블록 등을 이용하여 매니폴드부(140) 자체의 크기를 조절함으로써 폭 방향상 슬러리의 유량 편차를 개선하려는 구조가 고안되기도 하였다.

그러나, 도 14의 실험 결과를 참고할 때, 매니폴드부(140)의 단면적 외에 다른 조건이 모두 동일한 case 1와 case 2의 로딩 편차가 두배 가까이 차이 나는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과를 참조할 때, 슬롯 다이 코터(1)의 사용 시점에서 매니폴드부(140)의 형상 또는 크기를 변경하는 것은 매니폴드부(140)의 단면적의 변화를 야기하며, 슬러리의 유량, 유속 또는 유동에 큰 영향을 미칠 수 있다. 또, 매니폴드부(140)의 단면적의 변화로 인해 나타난 문제들을 이를 다른 요소들로 제어하는 것 또한 쉽지 않을 수 있다.

그러나, 본 실시예의 블록부(230)는 매니폴드부(140)와 이격되어 랜드부(150) 상에 위치하므로, 매니폴드부(140)의 형상을 변경하지 않고서도 프리-랜드부(160)와 같은 정체 영역을 추가로 형성할 수 있다는 장점이 있다. 제1 시점에 블록부(230)가 제1 변위 값을 가지고, 상기 제1 시점 이후의 제2 시점에 블록부(230)가 상기 제1 변위 값과 다른 제2 변위 값을 가질 때, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점의 상기 매니폴드부(140)의 단면적 또는 부피의 값은 실질적으로 동일할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 관하여 설명한다. 이하에서 설명하는 슬롯 다이 코터(1)는 구동부(210)가 액추에이터(212)로 제공되는 것 외에는 상술한 실시예의 내용과 유사하다. 따라서, 상술한 것과 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이고, 도 16 및 도 17은 도 15의 슬롯 다이 코터를 D-D선을 따라 절단한 단면도이다

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 본체부(100) 및 조절부(200)를 포함할 수 있다. 조절부(200)는 다이(110,120)의 폭 방향을 따라 복수개로 구성될 수 있다. 조절부(200)는 구동부(210) 및 블록부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(210) 및 블록부(230)는 연결부(220)에 의해 연결될 수도 있으나, 자체적으로 연결될 수도 있으므로, 연결부(220)는 조절부(200)에 포함될 수도 있고, 생략될 수도 있다.

본 실시예의 구동부(210)는 액추에이터(212)일 수 있다. 액추에이터(212)는 마이크로미터 헤드보다 더 작은 단위로 슬러리의 유량을 조절할 수 있다.

액추에이터(212)는 실시간으로 산출되는 로딩 값에 대응하여, 블록부(230)를 이동시킬 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 슬롯 다이 코터(1)로부터 토출된 슬러리의 로딩량은 코팅층의 단위면적당 무게를 감지하는 밀도계에 의해 측정될 수 있다. 측정된 값은 외부의 제어부로 전달될 수 있고, 외부의 제어부는 측정된 값과 미리 설정된 목표 값을 비교하여 차이 값을 산출하고, 그 차이가 감소하도록 액추에이터(212)에 신호를 전달할 수 있다. 폭 방향상 복수로 위치하는 액추에이터(212)는 개별적으로 동작할 수 있으므로, 수신한 신호에 의해 액추에이터(212)가 개별적으로 작동함으로써 폭 방향상 유량 편차가 용이하게 개선될 수 있을 것이다.

본 실시예의 블록부(230)는 블록(232), 로드(234), 체결부(236) 및/또는 실링부(238)를 포함할 수 있다. 여기서, 체결부(236)는 로드(234)의 축상으로 돌출된 돌출부를 구비할 수 있으며, 돌출부는 액추에이터(212) 또는 연결부(220)에 구비된 홈과 결합될 수 있다. 여기서, 실링부(238)는 O-ring의 형태일 수 있으며, 적어도 두개 이상이 제공될 수 있다.

도 17을 참조할 때, 본 실시예의 액추에이터(212)의 적어도 일부는 제1 다이(110)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(212)의 리드 스크류(또는 볼 스크류) 및 리드 스크류와 너트 및/또는 너트와 결합된 로드의 적어도 일부는 제1 다이(110)에 삽입될 수 있다. 모터의 적어도 일부는 제1 다이(110)에 삽입될 수도 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 이처럼 액추에이터(212)의 더 많은 부분이 삽입될수록, 전체적인 슬롯 다이 코터(1)의 부피가 줄어들 수 있을 것이다.

액추에이터(212)는 연결부(220) 없이, 블록부(230)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(212)의 일 구성인 로드는 상술한 블록부(230)와 홈 및 돌출부를 통해 결합될 수 있다. 이 때, 블록부(230)와 함께 이동되는 로드의 둘레에도 실링부가 제공될 수 있다. 여기서 실링부는 상술한 것과 같이, 이동 방향을 축을 따라 슬러리가 투입되는 것을 방지할 수 있다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 단면도이다. 도 18에서 설명하는 슬롯 다이 코터(1)는 제1 다이(110) 및 제2 다이(120) 외에 제3 다이(130)가 제공되는 것 외에는 상술한 실시예들의 내용과 유사하다. 따라서, 상술한 것과 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)의 본체부(100)는 3개의 다이(110,120,130)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 다이(110)와 제2 다이(120) 중 하나의 다이(110,120)에는 제1 매니폴드부(142)가 형성될 수 있으며 랜드부의 높이를 조절하기 위한 조절부(200)가 제공될 수 있다. 또, 제2 다이(120) 및 제3 다이(130) 중 하나의 다이(120,130)에는 제2 매니폴드부(144)가 형성될 수 있으며 랜드부의 높이를 조절하기 위한 조절부(200)가 제공될 수 있다.

본 실시예의 슬롯 다이 코터(1)는 매니폴드부(142,144)로부터 각각 토출되는 슬러리들에 의해 2개의 코팅층을 형성할 수 있으며, 코팅층을 형성하는 슬러리의 유량은 조절부(200)에 의해 각각 조절될 수 있다. 여기서, 조절부(200)는 조작의 편의를 위해 제1 다이(110) 및 제3 다이(130)에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 명세서의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현될 수 있다.

본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 본체부
110: 제1 다이
120: 제2 다이
140: 매니폴드부
150: 랜드부
160: 프리-랜드부
190: 공급부
200: 조절부
210: 구동부
212: 액추에이터
220: 연결부
230: 블록부

Claims (18)

1. 집전체 상에 슬러리를 토출하여 코팅층을 형성하는 슬롯 다이 코터에 있어서,
   서로 마주보는 제1 다이 및 제2 다이,
   상기 제1 다이 또는 상기 제2 다이에 형성되고, 슬러리를 수용하는 매니폴드부,
   상기 제1 다이 및 상기 제2 다이의 결합에 의해 형성되고, 상기 매니폴드부로부터 전달된 슬러리를 외부로 토출하는 랜드부, 및
   상기 제1 다이에 장착되는 조절부를 포함하고,
   상기 조절부는 축 방향으로 이동가능한 블록부를 포함하며,
   상기 블록부의 일면은 상기 제1 다이의 일면과 평행하도록 배치되고, 상기 블록부의 축 방향은 상기 제1 다이의 일면과 각을 이루며,
   상기 랜드부의 높이는 상기 블록부의 이동에 의해 국부적으로 조절되는 슬롯 다이 코터.
2. 제1항에 있어서,
   슬러리의 진행 방향을 기준으로, 상기 블록부는 상기 랜드부의 상류에 배치되는 슬롯 다이 코터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 블록부는 복수개이고, 복수의 상기 블록부는 상기 랜드부의 폭 방향을 따라 배치되며,
   각각의 상기 블록부는 서로 개별적으로 동작가능한 슬롯 다이 코터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 블록부의 길이는 상기 랜드부의 길이의 10% 내지 30% 이내인 슬롯 다이 코터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 블록부의 길이는 3mm 내지 30mm인 슬롯 다이 코터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 블록부의 폭은 10mm 내지 100mm인 슬롯 다이 코터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 블록부의 축 방향은 상기 제1 다이의 일면과 90도 이하의 각을 이루는 슬롯 다이 코터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 블록부는 실링부를 포함하며,
   상기 실링부는 상기 슬러리가 상기 블록의 축 방향으로 유입되는 것을 방지하는 슬롯 다이 코터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 블록부는 상기 제1 다이의 일면을 기준으로, 상기 랜드부의 높이 값만큼 음의 방향으로 변위 가능하고, 미리 설정된 값만큼 양의 방향으로 변위 가능하며,
   상기 음의 방향은 상기 제1 다이에서 상기 제2 다이를 향하는 방향이고,
   상기 양의 방향은 상기 제2 다이에서 상기 제1 다이를 향하는 방향인 슬롯 다이 코터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 미리 설정된 값은 10mm 이하인 슬롯 다이 코터.
11. 제1항에 있어서,
    상기 블록부는 상기 제1 다이와 마주보는 상기 제2 다이와 대향하여 이동함으로써, 프리-랜드부를 형성하고,
    상기 프리-랜드부는 상기 랜드부 보다 단위 길이당 부피가 큰 부분인 슬롯 다이 코터.
12. 제1항에 있어서,
    슬러리가 상기 블록부와 접촉하기 시작할 때, 상기 블록부는 상기 제1 다이의 일면으로부터 2mm 이상 양의 방향으로 변위된 상태이고,
    상기 양의 방향은 상기 제2 다이에서 상기 제1 다이를 향하는 방향인 슬롯 다이 코터.
13. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 블록부를 이동시키는 구동부를 포함하며,
    상기 구동부의 적어도 일부는 상기 제1 다이에 삽입되는 슬롯 다이 코터.
14. 제1항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 블록부를 이동시키는 구동부 및 상기 블록부와 상기 구동부를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부의 적어도 일부는 상기 제1 다이에 삽입되는 슬롯 다이 코터.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 다이는 상기 연결부와 대응되는 위치에 형성된 홀을 포함하는 슬롯 다이 코터.
16. 제1항에 있어서,
    상기 블록부는 액추에이터의 구동에 의해 변위되며,
    상기 구동부는 전기적 신호를 수신하여 모터를 구동하는 액추에이터인 슬롯 다이 코터.
17. 제1항에 있어서,
    상기 블록부는 마이크로 헤드의 조작에 의해 변위되며,
    상기 마이크로 헤드에 의한 상기 블록부의 이동 단위는 100um 이하인 슬롯 다이 코터.
18. 제1항에 있어서,
    상기 슬롯 다이 코터는 제3 다이를 포함하고,
    상기 조절부는 상기 제3 다이에 장착되는 슬롯 다이 코터.
    
    

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