KR20230168044A - 세척 시스템 및 방법 - Google Patents

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조철균
윤정호
이우원
금동연
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은, 향상된 세척력으로 인하여 필름이 재사용될 가능성을 증가시켜, 이차 전지의 제조 원가를 절감할 수 있는 필름의 세척 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세척 시스템은, 이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름을 세척하는 세척 시스템으로서, 필름을 주행시키는 주행 장치, 필름으로부터 이격되게 배치되어 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 장치, 분사 장치에 의해 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 장치 및 필름의 주행 방향에 대해 흡입 장치의 후방에 위치하며, 필름과 접촉하여 이물질을 제거하는 접착 장치를 포함할 수 있다.

Description

세척 시스템 및 방법{THE SYSTEM AND METHOD FOR CLEANING}
본 발명은 세척 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름의 세척 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
이차 전지는 일반적으로 전극 및 분리막을 포함할 수 있다. 따라서, 이차 전지 제조 공정에는 전극과 분리막을 라미네이션(Lamination)하는 과정이 포함될 수 있고, 이 과정에서 전극을 보호하기 위해 상부 및 하부에 부착되는 필름이 사용될 수 있다.
이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름은 표면에 여러가지 부유성 이물 및 고착형 이물이 존재하게 된다. 따라서, 필름을 다시 사용하기 위해서는 필름으로부터 이러한 이물들을 제거하기 위한 세척 시스템 및 방법이 필요할 수 있다.
부유성 이물 및 고착형 이물을 효율적으로 필름으로부터 제거할 수 있는 세척 시스템 및 방법이 필요한 실정이다.
본 발명의 과제는 필름의 표면에 부착된 다양한 종류의 부유성 이물 및 고착형 이물들을 효율적으로 제거하여 필름을 재사용 가능하도록 세척함으로써, 이차 전지 제조 공정의 원가를 절감할 수 있는 세척 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름을 세척하는 세척 시스템은, 필름을 주행시키는 주행 장치, 필름으로부터 이격되게 배치되어 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 장치, 분사 장치에 의해 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 장치 및 필름의 주행 방향에 대해 흡입 장치의 후방에 위치하며, 필름과 접촉하여 이물질을 제거하는 접착 장치를 포함할 수 있다.
흡입 장치는, 필름의 주행 방향을 기준으로, 분사 장치의 전후에 각각 배치될 수 있다.
접착 장치는, 회전함에 따라 필름의 표면과 접촉하여 필름의 표면으로부터 이물질을 제거하는 제1 접착 롤러 및 회전함에 따라 제1 접착 롤러의 표면과 접촉하여 제1 접착 롤러의 표면으로부터 이물질을 제거하는 제2 접착 롤러를 포함하고, 제2 접착 롤러의 접착력이 제1 접착 롤러의 접착력보다 클 수 있다.
제2 접착 롤러는, 제1 접착 롤러의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다.
접착 장치는, 제1 접착 롤러를 필름을 향해 가압하는 제1 실린더를 더 포함할 수 있다.
접착 장치는, 제2 접착 롤러를 제1 접착 롤러를 향해 가압하는 제2 실린더를 더 포함할 수 있다.
제1 접착 롤러는, 탄성 재질을 포함하여 압력에 의해 필름과 접촉하는 표면의 형태가 변할 수 있다.
제2 접착 롤러는, 다 겹으로 구비되어 한 겹씩 제거 가능한 접착 시트를 포함할 수 있다.
접착 장치는, 필름의 마주보는 양면에 각각 배치될 수 있다.
분사 장치는, 필름을 사이에 두고 주행 장치의 반대쪽에 배치되어 주행 장치와 접촉하는 필름을 세척할 수 있다.
분사 장치는, 필름의 일면에 초음파 고압 기체를 분사하는 상부 분사 장치 및 필름의 타면에 초음파 고압 기체를 분사하는 하부 분사 장치를 포함하고, 상부 분사 장치와 하부 분사 장치는 필름의 주행 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
흡입 장치는, 상부 분사 장치에 의해 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 상부 흡입 장치 및 하부 분사 장치에 의해 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 하부 흡입 장치를 포함할 수 있다.
세척 시스템은, 필름의 텐션이 일정하게 유지되는지 확인하는 하중 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
세척 시스템은, 분사 장치에 연결되어 필름의 세척하려는 표면으로부터 분사 장치가 이격된 거리를 조절하는 위치 조절기를 더 포함할 수 있다.
세척 시스템은, 분사 장치가 배치되는 위치에 도달하기 전의 필름을 제전 처리하는 제전 장치를 더 포함할 수 있다.
세척 시스템은, 접착 장치가 배치되는 위치에 도달하기 전의 필름을 제전 처리하는 제전 장치를 더 포함할 수 있다.
주행 장치에 의해 주행되는 필름을 세척하는 세척 방법은, 분사 장치가 필름의 표면을 향해 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 단계, 흡입 장치가 초음파 고압 기체에 의해 필름의 표면으로부터 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 단계 및 흡입 단계 후 접착 장치가 필름의 세척하려는 표면과 접촉하여 이물질을 제거하는 접착 단계를 포함할 수 있다.
접착 단계는, 제1 접착 롤러가 필름으로부터 이물질을 제거하는 제1 접착 단계 및 제1 접착 롤러보다 큰 접착력을 가지는 제2 접착 롤러가 제1 접착 롤러로부터 이물질을 제거하는 제2 접착 단계를 포함할 수 있다.
세척 방법은, 접착 단계 이전에, 제1 실린더가 필름을 향해 제1 접착 롤러를 가압하는 제1 가압 단계를 더 포함할 수 있다.
세척 방법은, 접착 단계 이전에, 제2 실린더가 제1 접착 롤러를 향해 제2 접착 롤러를 가압하는 제2 가압 단계를 더 포함할 수 있다.
세척 방법은, 분사 단계 이전에, 위치 조절기가 필름의 세척하려는 표면으로부터 분사 장치가 이격된 거리를 조절하는 위치 조절 단계를 더 포함할 수 있다.
세척 방법은, 제전 장치가 필름을 제전 처리하는 제전 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 바람직한 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
분사 단계 및 흡입 단계 이후에 접착 단계가 진행되어, 필름에서 이물을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 흡입 장치가 분사 장치의 양쪽에 배치되어, 필름에서 제거된 이물들이 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 접착 장치의 세척을 위해 공정이 중단되는 시간이 감소되어, 공정의 효율성이 향상될 수 있다.
또한, 향상된 세척력으로 인하여 필름이 재사용될 가능성이 증가되어, 이차 전지의 제조 원가가 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시한 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템의 분사 장치 및 흡입 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템의 접착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 접착 장치를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 도 3의 접착 장치를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)을 개략적으로 도시한 측면도이다.
본 발명은 세척 시스템(10)을 실시예 1로 제공한다.
본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 이차 전지의 제조 공정에서 사용된 필름(F)을 세척할 수 있다. 이 때, 필름(F)은 이차 전지 제조 시 사용되는 전극을 보호하기 위한 보호 필름일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 주행 장치(100), 분사 장치(200), 흡입 장치(300) 및 접착 장치(400)를 포함할 수 있다.
이차 전지 제조 공정에서 사용되어 다양한 이물들이 부착된 필름(F)은 권취된 형태로 보관될 수 있다. 이렇게 권취된 형태의 필름(F)이 언와인더(Unwinder)에 의해 제공될 수 있고, 세척이 완료된 필름(F)은 리와인더(Rewinder)에 의해 다시 권취되어 보관될 수 있다.
주행 장치(100)는 언와인더로부터 제공된 필름(F)을 주행시킬 수 있다. 주행 장치(100)는 필름(F)을 주행시키기 위한 다양한 형태를 가질 수 있지만, 실시예 1에 따른 주행 장치(100)는 회전을 통해 필름(F)과 접촉하며 필름(F)을 주행시키는 롤러 형태를 가질 수 있다.
주행 장치(100)에 의해 필름(F)이 주행되면서 필름(F)의 세척 공정이 진행될 수 있고, 필름(F)의 주행 방향 변경 등을 위해 주행 장치(100)는 복수개 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)의 분사 장치(200) 및 흡입 장치(300)를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2를 참조하면, 분사 장치(200)는 필름(F)으로부터 이격되게 배치될 수 있고, 흡입 장치(300)가 분사 장치(200)와 인접하게 배치될 수 있다.
분사 장치(200)는 필름(F)을 향해 초음파 고압 기체를 분사할 수 있으므로, 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 장치(200)의 분사구는 세척하고자 하는 필름(F)의 표면을 향하도록 배치될 수 있다.
분사 장치(200)는 초음파 고압 기체를 분사하기 때문에, 단순히 공기를 분사할 때보다 필름(F) 표면에 부착된 고착형 이물을 제거하기 용이할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 분사 장치(200)는 주행하는 필름(F)을 사이에 두고 주행 장치(100)의 반대쪽에 배치되어 주행 장치(100)와 접촉하는 필름(F)을 세척할 수 있다.
따라서, 분사 장치(200)가 초음파 고압 기체를 분사하더라도 필름(F)이 주행 장치(100)에 의해 지지되어 안정감이 향상될 수 있다. 또한, 롤러 형상의 주행 장치(100)의 표면을 지나는 필름(F)은 곡면인 상태이므로, 평면인 상태의 필름(F)에 비해 넓은 면적이 분사 장치(200) 및 흡입 장치(300)에 의해 세척될 수 있다.
필름(F)의 양면을 효율적으로 세척하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 분사 장치(200)는 상부 분사 장치(210) 및 하부 분사 장치(220)를 포함할 수 있다.
상부 분사 장치(210)가 필름(F)의 일면에 초음파 고압 기체를 분사할 수 있고, 하부 분사 장치(220)가 필름(F)의 타면에 초음파 고압 기체를 분사할 수 있다. 여기서, 상부 분사 장치(210)와 하부 분사 장치(220)는 필름(F)의 주행 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 즉, 필름(F)의 타면에 대한 세척이 진행된 후 필름(F)의 일면에 대한 세척이 진행될 수 있다.
흡입 장치(300)는 분사 장치(200)에 의해 필름(F)에서 제거된 이물질을 흡입할 수 있다.
이물질의 효율적인 흡입을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 흡입 장치(300)는 필름(F)의 주행 방향을 기준으로, 분사 장치(200)의 전후에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 분사 장치(200)에 의해 제거된 이물질이 양쪽에서 흡입될 수 있으므로, 흡입 장치(300)는 이물질이 다른 영역으로 확산되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
분사 장치(200)와 마찬가지로, 흡입 장치(300)는 상부 흡입 장치(310) 및 하부 흡입 장치(320)를 포함할 수 있다.
상부 흡입 장치(310)는 상부 분사 장치(210)에 의해 필름(F)에서 제거된 이물질을 흡입할 수 있고, 하부 흡입 장치(320)는 하부 분사 장치(320)에 의해 필름(F)에서 제거된 이물질을 흡입할 수 있다.
상부 분사 장치(210) 및 하부 분사 장치(220)의 배치와 마찬가지로, 상부 흡입 장치(310)와 하부 흡입 장치(320)는 필름(F)의 주행 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)의 접착 장치(400)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 접착 장치(400)를 정면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 정면도이다. 또한, 도 5는 도 3의 접착 장치(400)를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
접착 장치(400)는 필름(F)과 접촉하여 이물질을 제거할 수 있다. 이 때, 접착 장치(400)는 필름(F)의 주행 방향에 대해 흡입 장치(300)의 후방에 위치할 수 있다. 따라서, 필름(F)은 분사 장치(200) 및 흡입 장치(300)에 의해 1차적인 세척이 끝난 후에 접착 장치(400)에 의해 세척될 수 있다.
본 발명의 실시예 1과 달리 접착 장치(400)에서 세척이 끝난 후 분사 장치(200) 및 흡입 장치(300)에 의해 세척이 진행되면 접착 장치(400)에 많은 양의 이물질이 부착되어 접착 장치(400)의 교체 주기가 짧아지고, 이에 따라 공정의 효율성이 감소될 수 있다. 또한, 접착 장치(400)는 직접 필름(F)과 접촉하여 세척하므로, 1차적으로 세척이 진행된 후 접착 장치(400)에 의한 세척이 진행되는 것이 접착 장치(400)를 오래 사용하기에 유리할 수 있다.
접착 장치(400)의 교체 주기를 연장하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 접착 장치(400)는 제1 접착 롤러(410) 및 제2 접착 롤러(420)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 접착 롤러(410)는 회전함에 따라 필름(F)의 표면과 접촉하여 필름(F)의 표면으로부터 이물질을 제거할 수 있고, 제2 접착 롤러(420)는 회전함에 따라 제1 접착 롤러(410)의 표면과 접촉하여 제1 접착 롤러(410)의 표면으로부터 이물질을 제거할 수 있다. 이 때, 제1 접착 롤러(410)로부터 제2 접착 롤러(420)로 이물질이 효율적으로 이동되도록 제2 접착 롤러(420)의 접착력은 제1 접착 롤러(410)의 접착력보다 클 수 있다.
도 3 내지 5를 참조하면, 제1 접착 롤러(410) 및 제2 접착 롤러(420)는 대략 원기둥 형상을 가질 수 있고, 제1 접착 롤러(410)는 필름(F) 및 제2 접착 롤러(420)와 모두 접촉하도록 배치될 수 있다. 따라서, 제1 접착 롤러(410)가 필름(F)이 주행 방향을 따라 주행하도록 회전하면, 제2 접착 롤러(420)는 제1 접착 롤러(410)와 반대 방향으로 회전할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 접착 장치(400)는 필름(F)을 사이에 두고 양쪽에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 접착 롤러(410) 및 제2 접착 롤러(420)는 필름(F)의 마주보는 양면에 각각 배치될 수 있다.
따라서, 서로 한 쌍을 이루는 제1 접착 롤러(410)는 서로 반대 방향으로 회전하여 필름(F)이 주행 방향에 따라 이동될 수 있다. 또한, 접착 장치(400)에 의한 세척이 양면에 동시에 진행되어 공정의 효율성이 증가될 수 있다.
공정의 효율성을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 제2 접착 롤러(420)는 제1 접착 롤러(410)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다.
제2 접착 롤러(420)가 제1 접착 롤러(410)의 직경보다 큰 직경을 가지면, 제2 접착 롤러(420)가 제1 접착 롤러(410)보다 회전하는 수가 작게 되어 제2 접착 롤러(420)의 교체 주기를 늘릴 수 있다.
한 편, 본 발명의 실시예 1에 따른 제1 접착 롤러(410)는 탄성 재질을 포함할 수 있다. 제1 접착 롤러(410)는 탄성 재질을 포함함으로써, 압력에 의해 필름(F) 및 제2 접착 롤러(420)와 접촉하는 표면의 형태가 변형될 수 있다.
제1 접착 롤러(410)는 직접적으로 필름(F) 및 제2 접착 롤러(420)와 접촉하게 된다. 이 때, 필름(F)의 표면에 존재하는 이물질을 제거하기 위해서 또는 제1 접착 롤러(410)의 표면에 존재하는 이물질을 제거하기 위해서 서로 접촉하는 구성들에게 압력이 가해질 수 있다. 제1 접착 롤러(410)가 압력에 의해 형태가 변형되지 않는다면 압력에 의해 필름(F) 또는 제2 접착 롤러(420)가 손상되는 문제가 발생할 가능성이 높다. 반면, 제1 접착 롤러(410)가 탄성 재질을 포함하여 형태의 변형이 가능하다면, 이러한 문제가 발생할 가능성을 줄일 수 있어 장치의 안정성이 향상될 수 있다.
탄성 재질은 합성고무 등이 될 수 있으며, 구체적으로는 탄성 재질을 포함하는 제1 접착 롤러(410)의 표면은 실리콘 기반 합성고무 재질로 이루어질 수 있다.
제2 접착 롤러(420)의 효율적인 관리를 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 제2 접착 롤러(420)는 접착 시트를 포함할 수 있다.
제2 접착 롤러(420)는 다 겹으로 구비되어 한 겹씩 제거 가능한 접착 시트를 포함할 수 있으며, 접착 시트의 표면에 충분한 이물질이 접착되어 더 이상 제2 접착 롤러(420)가 제1 접착 롤러(410)를 세척하는 기능을 하지 못할 경우에 접착 시트 한 겹이 제거될 수 있다.
접착 시트 한 겹이 제거되면 새로운 접착 시트 한 겹이 제2 접착 롤러(420)의 표면을 이루게 되고, 제2 접착 롤러(420)는 다시 제1 접착 시트(410)와 접착하며 제1 접착 시트(410)로부터 이물질을 제거할 수 있다.
제2 접착 롤러(420)가 한 겹씩 제거되는 접착 시트를 포함하면, 기능을 다한 제2 접착 롤러(420)의 교체가 간단하여 공정에서 소모되는 시간이 단축되고, 부품 교체 비용이 절감되어 공정의 효율성이 증가될 수 있다.
필름(F)과의 접촉을 조절하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 접착 장치(400)는 제1 실린더(430)를 포함할 수 있다.
제1 실린더(430)는 제1 접착 롤러(410)에 연결되어 제1 접착 롤러(410)를 필름(F)을 향해 가압할 수 있다. 즉, 제1 실린더(430)는 가압 실린더의 역할을 할 수 있으며, 가압하는 방식은 다양할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 제1 실린더(430)는 제1 접착 롤러(410)의 양단에 연결되도록 한 쌍으로 구비되어, 양 단에서 균일한 압력으로 제1 접착 롤러(410)를 가압할 수 있다.
제1 실린더(430)가 제1 접착 롤러(410)를 필름(F)을 향해 가압하므로, 필름(F)의 종류에 따른 제1 접착 롤러(410)의 접촉 정도를 조절할 수 있고, 제1 접착 롤러(410)가 필름(F)에 접촉하여 이물질을 제거할 수 있도록 보조할 수 있다.
제1 접촉 롤러(410)와의 접촉을 조절하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 접착 장치(400)는 제2 실린더(440)를 포함할 수 있다.
제2 실린더(440)는 제2 접착 롤러(420)에 연결되어 제2 접착 롤러(420)를 제1 접착 롤러(410)를 향해 가압할 수 있다. 즉, 제2 실린더(440)는 제1 실린더(430)와 마찬가지로 가압 실린더의 역할을 할 수 있으며, 가압하는 방식은 다양할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 제2 실린더(440)는 제2 접착 롤러(420)의 양단에 연결되도록 한 쌍으로 구비되어, 양 단에서 균일한 압력으로 제2 접착 롤러(420)를 가압할 수 있다.
제2 접촉 롤러(420)의 접촉 시트가 한 겹씩 제거되면 제1 접촉 롤러(410)와 제2 접촉 롤러(420) 사이의 거리가 변하게 되는데, 제2 실린더(440)가 제2 접촉 롤러(420)를 가압함으로써, 제2 접촉 롤러(420)가 제1 접촉 롤러(410)에 접촉하는 상태를 유지시킬 수 있다.
필름(F)을 일정한 상태로 주행시키기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 하중 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
하중 감지 센서는 오염된 필름을 제공하는 언와인더와 세척된 필름을 권취하는 리와인더 사이에 배치되어 필름(F)에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하여 나타낼 수 있다. 여기서 하중 감지 센서는 로드셀일 수 있다.
하중 감지 센서를 통해 필름(F)의 텐션이 일정하게 유지되는지 확인할 수 있다. 따라서, 필름(F)의 텐션에 변화가 생겨 세척 공정에 문제가 발생하면, 작업자가 필름(F)의 배치 등의 환경을 변경할 수 있다.
분사 장치(200)의 위치를 조절하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 위치 조절기를 더 포함할 수 있다.
위치 조절기는 분사 장치(200)에 연결되어 필름(F)의 세척하려는 표면으로부터 분사 장치(200)가 이격된 거리를 조절할 수 있다. 여기서 위치 조절기의 연결 방식 및 위치 조절 방식은 다양할 수 있다.
위치 조절기는 필름(F)의 종류에 따라 적절한 분사 장치(200)의 위치를 조절하여 세척의 효율성을 증가시킬 수 있다.
세척력의 증가를 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 제전 장치(500)를 더 포함할 수 있다.
제전 장치(500)는 필름(F)의 세척이 진행되기 전에 필름(F)에 발생하는 정전기를 제거하여 필름(F)으로부터 이물질일 효율적으로 제거될 수 있도록 보조할 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 분사 장치(200)에 의한 1차 세척과 접착 장치(400)에 의한 2차 세척이 진행된다. 따라서, 제전 장치(500)는 분사 장치(200)가 배치되는 위치에 도달하기 전에 필름(F)이 제전 처리될 수 있도록 필름(F)의 주행 방향에 대해 분사 장치(200)의 전방에 배치될 수 있고, 접착 장치(400)가 배치되는 위치에 도달하기 전에 필름(F)이 제전 처리될 수 있도록 필름(F)의 주행 방향에 대해 접착 장치(400)의 전방에 배치될 수 있다.
앞서 설명한 실시예 1에서의 제전 장치(500)에 대한 설명은 하나의 예시에 불과하며, 제전 장치(500)는 한 군데에 배치될 수도 있다.
정전기에 의해 필름(F)에 이물들이 강하게 부착될 수 있는데 제전 장치(500)가 이를 제거함으로써, 효율적으로 필름(F)에서 이물들이 제거될 수 있고, 세척의 효율성이 증가될 수 있다.
이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름(F)은 표면에 부유성 이물들과 고착형 이물들이 존재할 수 있다. 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)은 필름(F)의 부유성 이물들과 고착형 이물들을 제거하기 위한 세척력의 향상으로 필름(F)을 재사용할 수 있는 가능성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 이차 전지 제조 공정의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 세척 공정에 소모되는 시간 및 비용을 감축하여 세척 공정의 효율성을 증가시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명은 세척 방법을 실시예 2로 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 세척 시스템(10)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법은 제전 단계(S11, S12), 분사 단계(S20), 흡입 단계(S30) 및 접착 단계(S40)를 포함할 수 있다.
언와인더로부터 제공받은 오염된 필름(F)은 주행 장치(100)에 의해 주행되어 제전 단계(S11)가 진행될 수 있다. 제전 단계(S11)에서는 본격적인 필름(F)의 세척이 시작되기 전에 제전 장치가 필름(F)을 제전 처리할 수 있다.
필름(F)이 세척 전에 제전 처리됨으로써, 정전기에 의한 이물들의 흡착력이 약화되어 세척이 효율적으로 진행될 수 있다.
분사 단계(S20)에서의 효율적인 분사를 위한 방법의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법의 위치 조절 단계(S21)를 포함할 수 있다.
위치 조절 단계(S21)는 제전 단계(S11)가 진행된 후에 분사 단계(S20)에서 본격적인 세척이 시작되기 전에 분사 장치(200)의 위치를 수정할 필요가 있는 경우에 진행될 수 있다. 즉, 위치 조절 단계(S21)가 생략되어도 본 발명의 다른 효과들을 발휘하는 데에는 지장이 없을 수 있다.
위치 조절 단계(S21)에서는 위치 조절기가 필름(F)의 세척하려는 표면으로부터 분사 장치(200)가 이격된 거리를 조절할 수 있다.
분사 장치(200)의 위치 조절 필요 여부에 따라 분사 장치(200)의 위치가 정해진 후에는 1차적인 세척에 해당하는 분사 단계(S20)가 진행될 수 있다. 분사 단계(S20)에서는 분사 장치(200)가 필름(F)의 표면을 향해 초음파 고압 기체를 분사할 수 있다.
분사 단계(S20)에서는 초음파 고압 기체에 의해 필름(F)의 부유성 이물뿐만 아니라, 고착형 이물까지 제거될 수 있다.
분사 단계(S20)가 시작된 후에는 분사 장치(200)의 양쪽에 배치된 흡입 장치(300)가 초음파 고압 기체에 의해 필름(F)의 표면으로부터 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 단계(S30)가 진행될 수 있다.
분사 단계(S20)와 동시에 흡입 단계(S30)가 진행되어 필름(F)에서 제거된 이물질들이 대부분 흡입 장치(300)를 통해 처리될 수 있다.
흡입 단계(S30) 후에는 다시 제전 단계(S12)가 진행될 수 있다. 제전 단계(S12)를 통해 2차 세척이 진행되기 전에 필름(F)의 정전기를 제거하여 세척의 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예 2에서의 제전 단계(S11, S12)에 대한 설명은 하나의 예시에 불과하며, 제전 단계는 세척 공정에서 한 번만 진행될 수도 있다.
접착 단계(S40)의 효율적인 진행을 위한 방법의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법은 제1 가압 단계(S41) 및 제2 가압 단계(S42)를 더 포함할 수 있다.
제전 단계(S12)가 진행된 후에는 제1 접착 롤러(410) 및 제2 접착 롤러(420)의 가압 필요 여부에 따라 제1 가압 단계(S41) 및 제2 가압 단계(S42)가 진행될 수 있다. 즉, 제1 가압 단계(S41) 및 제2 가압 단계(S42)가 생략되어도 본 발명의 다른 효과들을 발휘하는 데에는 지장이 없을 수 있다.
제1 가압 단계(S41)에서는 제1 실린더(430)가 필름(F)을 향해 제1 접착 롤러(410)를 가압할 수 있다. 이를 통해 제1 접착 롤러(410)가 필름(F)과 접촉하여 접착을 통한 세척이 효율적으로 진행될 수 있도록 적당한 압력을 제공할 수 있다.
제2 가압 단계(S42)에서는 제2 실린더(440)가 제1 접착 롤러(410)를 향해 제2 접착 롤러(420)를 가압할 수 있다. 이를 통해 제2 접착 롤러(420)가 제1 접착 롤러(410)와 접촉하여 접착을 통한 세척이 효율적으로 진행될 수 있도록 적당한 압력을 제공할 수 있다. 또한, 제2 가압 단계(S42)는 실시예 1에서 설명한 바와 같이 접착 시트를 제거한 후에 제1 접착 롤러(410)와 제2 접착 롤러(420) 사이의 간격을 조절하는 역할을 할 수 있다.
제1 가압 단계(S41) 및 제2 가압 단계(S42)에 의한 제1 접착 롤러(410) 및 제2 접착 롤러(420)의 배치가 완료되면, 접착 단계(S40)가 진행될 수 있다. 접착 단계(S40)에서는 접착 장치(400)가 필름(F)의 세척하려는 표면과 접촉하여 이물질을 제거할 수 있다.
접착 단계(S40)에서는 분사 단계(S20)에서 제거되지 않은 이물질이나 흡입 단계(S30)에서 흡입되지 않고 필름(F)의 표면에 남은 이물질이 2차적으로 제거될 수 있다.
효율적인 접착 장치(400)의 관리를 위한 방법의 일례로, 본 발명의 실시예 2에 따른 접착 단계(S40)는 제1 접착 단계 및 제2 접착 단계를 포함할 수 있다.
제1 접착 단계에서는 제1 접착 롤러(410)가 필름(F)으로부터 이물질을 제거할 수 있다. 이 때, 제1 접착 롤러(410)는 회전을 통해 필름(F)의 이물질을 제거하는 동시에 필름(F)을 주행 방향으로 주행시킬 수 있다.
제2 접착 단계에서는 제1 접착 롤러(410)보다 큰 접착력을 가지는 제2 접착 롤러(420)가 제1 접착 롤러(410)로부터 이물질을 제거할 수 있다.
제2 접착 단계에서 제2 접착 롤러(420)에 의해 제1 접착 롤러(410)가 세척되므로, 제1 접착 롤러(410)의 교체 주기가 증가될 수 있다. 따라서, 공정에 소모되는 시간이 단축될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 세척 방법은, 비접촉 방식의 1차 세척을 통해 이물 제거 후 접촉 방식의 2차 세척을 통해 잔여 이물을 제거하여 향상된 세척력으로 필름(F)을 세척할 수 있다. 또한, 장비의 교체에 소모되는 시간 및 비용을 감축하여 공정 전체의 효율성이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
F: 필름
10: 세척 시스템
100: 주행 장치
200: 분사 장치
210: 상부 분사 장치
220: 하부 분사 장치
300: 흡입 장치
310: 상부 흡입 장치
320: 하부 흡입 장치
400: 접착 장치
410: 제1 접착 롤러
420: 제2 접착 롤러
430: 제1 실린더
440: 제2 실린더
500: 제전 장치
S11, S12: 제전 단계
S20: 분사 단계
S21: 위치 조절 단계
S30: 흡입 단계
S40: 접착 단계
S41: 제1 가압 단계
S42: 제2 가압 단계

Claims (22)

  1. 이차 전지 제조 공정에서 사용된 필름을 세척하는 세척 시스템에 있어서,
    상기 필름을 주행시키는 주행 장치;
    상기 필름으로부터 이격되게 배치되어 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 장치;
    상기 분사 장치에 의해 상기 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 장치; 및
    상기 필름의 주행 방향에 대해 상기 흡입 장치의 후방에 위치하며, 상기 필름과 접촉하여 이물질을 제거하는 접착 장치를 포함하는 세척 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입 장치는,
    상기 필름의 주행 방향을 기준으로, 상기 분사 장치의 전후에 각각 배치되는 세척 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 장치는,
    회전함에 따라 상기 필름의 표면과 접촉하여 상기 필름의 표면으로부터 이물질을 제거하는 제1 접착 롤러; 및
    회전함에 따라 상기 제1 접착 롤러의 표면과 접촉하여 상기 제1 접착 롤러의 표면으로부터 이물질을 제거하는 제2 접착 롤러를 포함하고,
    상기 제2 접착 롤러의 접착력이 상기 제1 접착 롤러의 접착력보다 큰 세척 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 접착 롤러는,
    상기 제1 접착 롤러의 직경보다 큰 직경을 가지는 세척 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 접착 장치는,
    상기 제1 접착 롤러를 상기 필름을 향해 가압하는 제1 실린더를 더 포함하는 세척 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 접착 장치는,
    상기 제2 접착 롤러를 상기 제1 접착 롤러를 향해 가압하는 제2 실린더를 더 포함하는 세척 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 접착 롤러는,
    탄성 재질을 포함하여 압력에 의해 상기 필름과 접촉하는 표면의 형태가 변하는 세척 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 접착 롤러는,
    다 겹으로 구비되어 한 겹씩 제거 가능한 접착 시트를 포함하는 세척 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 장치는,
    상기 필름의 마주보는 양면에 각각 배치되는 세척 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 장치는,
    상기 필름을 사이에 두고 상기 주행 장치의 반대쪽에 배치되어 상기 주행 장치와 접촉하는 상기 필름을 세척하는 세척 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 장치는,
    상기 필름의 일면에 초음파 고압 기체를 분사하는 상부 분사 장치; 및
    상기 필름의 타면에 초음파 고압 기체를 분사하는 하부 분사 장치를 포함하고,
    상기 상부 분사 장치와 상기 하부 분사 장치는 상기 필름의 주행 방향에 대해 서로 다른 위치에 배치되는 세척 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡입 장치는,
    상기 상부 분사 장치에 의해 상기 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 상부 흡입 장치; 및
    상기 하부 분사 장치에 의해 상기 필름에서 제거된 이물질을 흡입하는 하부 흡입 장치를 포함하는 세척 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 텐션이 일정하게 유지되는지 확인하는 하중 감지 센서를 더 포함하는 세척 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 장치에 연결되어 상기 필름의 세척하려는 표면으로부터 상기 분사 장치가 이격된 거리를 조절하는 위치 조절기를 더 포함하는 세척 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 장치가 배치되는 위치에 도달하기 전의 상기 필름을 제전 처리하는 제전 장치를 더 포함하는 세척 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 장치가 배치되는 위치에 도달하기 전의 상기 필름을 제전 처리하는 제전 장치를 더 포함하는 세척 시스템.
  17. 주행 장치에 의해 주행되는 필름을 세척하는 세척 방법에 있어서,
    분사 장치가 상기 필름의 표면을 향해 초음파 고압 기체를 분사하는 분사 단계;
    흡입 장치가 초음파 고압 기체에 의해 상기 필름의 표면으로부터 제거된 이물질을 흡입하는 흡입 단계; 및
    상기 흡입 단계 후 접착 장치가 상기 필름의 세척하려는 표면과 접촉하여 이물질을 제거하는 접착 단계를 포함하는 세척 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 접착 단계는,
    제1 접착 롤러가 상기 필름으로부터 이물질을 제거하는 제1 접착 단계; 및
    상기 제1 접착 롤러보다 큰 접착력을 가지는 제2 접착 롤러가 상기 제1 접착 롤러로부터 이물질을 제거하는 제2 접착 단계를 포함하는 세척 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 접착 단계 이전에, 제1 실린더가 상기 필름을 향해 상기 제1 접착 롤러를 가압하는 제1 가압 단계를 더 포함하는 세척 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 접착 단계 이전에, 제2 실린더가 상기 제1 접착 롤러를 향해 상기 제2 접착 롤러를 가압하는 제2 가압 단계를 더 포함하는 세척 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 분사 단계 이전에, 위치 조절기가 상기 필름의 세척하려는 표면으로부터 상기 분사 장치가 이격된 거리를 조절하는 위치 조절 단계를 더 포함하는 세척 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    제전 장치가 상기 필름을 제전 처리하는 제전 단계를 더 포함하는 세척 방법.
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