WO2023075359A1

WO2023075359A1 - 파우치 성형장치

Info

Publication number: WO2023075359A1
Application number: PCT/KR2022/016342
Authority: WO
Inventors: 김신철; 박성철; 고병관
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2023-05-04
Also published as: EP4357101A1; JP2024518345A; CN117295597A; KR20230060379A

Abstract

본 발명은 파우치 성형장치에 관한 것으로서, 제2 스트리퍼가 파우치 필름의 컵부 성형 위치 주변에서 파우치 필름을 균일하고 강하게 가압하여, 컵부 주변의 주름 발생을 최소화하고, 주름으로 인해 발생할 수 있는 크랙이나 파단을 예방할 수 있으며, 성형 품질을 개선하여 컵부의 공간 효율화를 달성하고 에너지 밀도를 극대화시킬 수 있는 파우치 성형장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파우치 성형장치는 상부에 파우치 필름이 안착되도록 평판 형태로 형성되되, 상하면을 관통하는 형태의 컵부 성형홀이 형성되는 다이 플레이트와, 다이 플레이트의 상부에서 파우치 필름을 가압 고정하며, 컵부 성형홀에 대응되는 위치에서 상하면을 관통하는 형태의 펀치홀이 형성되는 제1 스트리퍼와, 제1 스트리퍼의 펀치홀과 다이 플레이트의 컵부 성형홀에 인입 및 인출되어 파우치 필름을 성형하는 펀치부 및 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 펀치홀의 둘레를 따라 구비되어 파우치 필름을 가압 고정하는 제2 스트리퍼를 포함한다.

Description

파우치 성형장치

관련 출원과의 상호인용

본 출원은 2021년 10월 27일자 한국특허출원 제10-2021-0145041호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

기술분야

본 발명은 파우치 성형장치에 관한 것으로서, 제2 스트리퍼가 파우치 필름의 컵부 성형 위치 주변에서 파우치 필름을 균일하고 강하게 가압하여, 컵부 주변의 주름 발생을 최소화하고, 주름으로 인해 발생할 수 있는 크랙이나 파단을 예방할 수 있으며, 성형 품질을 개선하여 컵부의 공간 효율화를 달성하고 에너지 밀도를 극대화시킬 수 있는 파우치 성형장치에 관한 것이다.

이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, 노트북, 휴대폰, PDA 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.

이러한 이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 전지 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 형태가 일정하지 않은 유연한 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고 캔 형(Can Type)은 형태가 일정한 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.

파우치 형 이차 전지의 케이스인 파우치는, 유연성을 가지는 파우치 필름에 프레스 가공을 수행하여, 컵부를 형성함으로써 제조된다. 그리고 컵부가 형성되면, 상기 컵부의 수용 공간에 전극 조립체를 수납하고 사이드를 실링하여 이차 전지를 제조한다.

이러한 프레스 가공 중에서 드로잉(Drawing) 성형은, 프레스 장비와 같은 성형 장치에 파우치 필름을 삽입하고 펀치로 파우치 필름에 압력을 인가하여 파우치 필름을 연신시킴으로써 수행된다. 파우치 성형 장치는 파우치를 고정하는 스트리퍼(stripper) 영역과 펀치 영역으로 구분될 수 있는데, 이상적으로는 스트리퍼 영역에서 균일한 면압을 인가하여 파우치를 고정한 후, 펀치로 파우치 필름에 압력을 인가하여 성형하게 된다. 그러나, 스트리퍼 영역에서 가압면의 평탄이 불균일하거나, 또는 넓은 가압면을 통해 면압을 가하게 되므로, 파우치 필름의 연신이 발생하는 컵부 주변에서 파우치 필름을 강하게 잡아주지 못하게 된다.

도 1은 종래의 파우치에 주름 또는 크랙이 발생한 모습을 도시한 도면이다. 도 2는 종래의 파우치의 컵부에 주름이 집중 형성되는 모습을 도시한 도면이다. 결국 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 컵부 주변으로 파우치 필름의 유입이 불균일하게 발생하고, 그로 인해 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 파우치 성형부 주변으로 주름(W)이 발생하는 문제점이 있었다.

특히, 도 2를 참조하면, 파우치 필름의 연신이 집중되는 파우치의 컵부의 코너에 주름이 집중 형성되고, 이러한 주름은 물류 이동 중 충격에 의해 크랙(C)이 발생할 우려가 있으며(도 1(c) 참조), 이는 전지의 성능 및 안전성의 문제로 직결되게 된다. 따라서 상술한 문제를 해결하기 위한 파우치 성형장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 제2 스트리퍼가 파우치 필름의 컵부 성형 위치 주변에서 파우치 필름을 균일하고 강하게 가압하여, 컵부 주변의 주름 발생을 최소화하고, 주름으로 인해 발생할 수 있는 크랙이나 파단을 예방할 수 있으며, 성형 품질을 개선하여 컵부의 공간 효율화를 달성하고 에너지 밀도를 극대화시킬 수 있는 파우치 성형장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 파우치 성형장치는, 상부에 파우치 필름이 안착되도록 평판 형태로 형성되되, 상하면을 관통하는 형태의 컵부 성형홀이 형성되는 다이 플레이트와, 다이 플레이트의 상부에서 파우치 필름을 가압 고정하며, 컵부 성형홀에 대응되는 위치에서 상하면을 관통하는 형태의 펀치홀이 형성되는 제1 스트리퍼와, 제1 스트리퍼의 펀치홀과 다이 플레이트의 컵부 성형홀에 인입 및 인출되어 파우치 필름을 성형하는 펀치부 및 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 펀치홀의 둘레를 따라 구비되어 파우치 필름을 가압 고정하는 제2 스트리퍼를 포함한다.

제2 스트리퍼는 내측 둘레와 외측 둘레를 갖는 고리 형태로 형성되되, 내측 둘레가 펀치홀의 둘레보다 크게 형성될 수 있다.

제2 스트리퍼는 다이 플레이트와 서로 마주보는 면에 마찰 코팅층이 형성될 수 있다.

마찰 코팅층은 실리콘을 포함할 수 있다.

제1 스트리퍼는 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 하부에서 상부로 만입된 형태의 삽입홈이 형성될 수 있다.

삽입홈은 제2 스트리퍼의 수평방향 단면과 대응되는 형태의 수평방향 단면을 갖도록 형성되고, 제2 스트리퍼는 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 삽입홈의 내부로 인입 또는 인출되며 상하 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.

제1 스트리퍼의 상부에 구비되는 상부 플레이트 및 다이 플레이트의 하부에 구비되는 하부 플레이트를 더 포함하고, 상부 플레이트와 하부 플레이트는, 가장자리에서 상하 방향으로 길이를 갖는 결합부재에 의해 서로 결합될 수 있다.

제1 스트리퍼와 상부 플레이트의 사이에 구비되며, 제1 스트리퍼 또는 제2 스트리퍼 중 적어도 하나를 고정하는 스트리퍼 백플레이트 및 하부 플레이트와 다이 플레이트 사이에 구비되며, 다이 플레이트를 하부에서 지지하는 다이 백플레이트를 더 포함할 수 있다.

제1 스트리퍼는 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀이 형성되고, 제2 스트리퍼는 관통홀을 관통하여 구비되는 고정부재에 의해 스트리퍼 백플레이트에 고정될 수 있다.

고정부재는 길이가 변동되되, 기 설정된 길이 이하 또는 기 설정된 길이 이상으로는 변동되지 않고 고정되는 스토퍼 방식일 수 있다.

제2 스트리퍼는 관통홀을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재에 의해 파우치 필름 가압력이 조절될 수 있다.

가압력 조절부재는 길이 방향으로 탄성을 갖는 스프링을 포함할 수 있다.

가압력 조절부재는 일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고, 타 측은 스트리퍼 백플레이트에 결합되도록 구비될 수 있다.

가압력 조절부재는 일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고, 타 측은 상부 플레이트에 결합되도록 구비될 수 있다.

펀치부는 펀치 바디 및 펀치 바디의 하부에 구비되며, 파우치 필름을 가압하는 가압면이 형성되는 펀치를 포함할 수 있다.

제1 스트리퍼는 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀이 형성되고, 제2 스트리퍼는 관통홀을 관통하여 구비되는 고정부재에 의해 상부 플레이트에 고정될 수 있다.

제2 스트리퍼는 관통홀을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재에 의해 파우치 필름 가압력이 조절되되, 가압력 조절부재는 일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고, 타 측은 상부 플레이트에 결합되도록 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 파우치 성형장치는 상부에 파우치 필름이 안착되도록 평판 형태로 형성되되, 상하면을 관통하는 형태의 컵부 성형홀이 형성되는 다이 플레이트와, 다이 플레이트의 상부에서 파우치 필름을 가압 고정하며, 컵부 성형홀에 대응되는 위치에서 상하면을 관통하는 형태의 펀치홀이 형성되는 제1 스트리퍼와, 제1 스트리퍼의 펀치홀과 다이 플레이트의 컵부 성형홀에 인입 및 인출되어 파우치 필름을 성형하는 펀치부 및 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 펀치홀의 둘레를 따라 구비되어 파우치 필름을 가압 고정하는 제2 스트리퍼를 포함하며, 이로써 제2 스트리퍼가 파우치 필름의 컵부 성형 위치 주변에서 파우치 필름을 균일하고 강하게 가압하여, 컵부 주변의 주름 발생을 최소화하고, 주름으로 인해 발생할 수 있는 크랙이나 파단을 예방할 수 있으며, 성형 품질을 개선하여 컵부의 공간 효율화를 달성하고 에너지 밀도를 극대화시킬 수 있다.

도 1은 종래의 파우치에 주름 또는 크랙이 발생한 모습을 도시한 도면이다.

도 2는 종래의 파우치의 컵부에 주름이 집중 형성되는 모습을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치를 도시한 측면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 일부 구성을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 제1 스트리퍼를 저면에서 도시한 저면 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 제1 스트리퍼 및 제2 스트리퍼를 도시한 저면 사시도이다.

도 8 은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치에서 제1 스트리퍼 및 스트리퍼 백플레이트를 투명하게 도시한 측면도이다.

도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 일부 구성 중 제1 스트리퍼 및 스트리퍼 백플레이트를 투명하게 도시한 사시도이다.

도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 파우치 성형장치에서 제1 스트리퍼 및 스트리퍼 백플레이트를 투명하게 도시한 측면도이다.

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 특허청구범위에 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.

실시예 1

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치를 도시한 측면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 일부 구성을 분해하여 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 제1 스트리퍼를 저면에서 도시한 저면 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 제1 스트리퍼 및 제2 스트리퍼를 도시한 저면 사시도이다. 도 8 은 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치에서 제1 스트리퍼 및 스트리퍼 백플레이트를 투명하게 도시한 측면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 파우치 성형장치의 일부 구성 중 제1 스트리퍼 및 스트리퍼 백플레이트를 투명하게 도시한 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 성형장치(10)는 다이 플레이트(100), 제1 스트리퍼(200), 펀치부(300), 제2 스트리퍼(400)를 포함한다.

먼저, 다이 플레이트(100)는 상부에 파우치 필름이 안착되도록 평판 형태로 형성되되, 상하면을 관통하는 형태의 컵부 성형홀(100a)이 형성된다. 즉, 상부에 파우치 필름이 안착된 상태에서, 후술할 펀치부(300)가 컵부 성형홀(100a)을 통과함으로써 파우치의 컵부가 성형된다. 따라서, 다이 플레이트(100)는 파우치 필름을 하부에서 지지하거나 또는 고정하는 역할을 수행한다. 한편, 다이 플레이트(100)는 다이 플레이트(100)에 안착되는 파우치 필름에 균일한 면압이 인가되도록 평판 형태로 형성되어 파우치 필름을 지지 또는 고정할 수 있다.

제1 스트리퍼(200)는 다이 플레이트(100)의 상부에서 파우치 필름을 가압 고정하며, 컵부 성형홀(100a)에 대응되는 위치에서 상하면을 관통하는 형태의 펀치홀(200a)이 형성된다. 즉, 파우치 필름은 하부에서 다이 플레이트(100)에 의해 지지되고 상부에서 제1 스트리퍼(200)에 의해 가압되어 고정될 수 있다. 한편, 반드시 다이 플레이트(100)의 상부에 파우치 필름이 안착되고 다이 플레이트(100)의 상부에서 제1 스트리퍼(200)가 파우치 필름을 가압 고정하는 것에 제한되는 것은 아니며, 반대로 제1 스트리퍼(200)의 상부에 파우치 필름이 안착되고, 제1 스트리퍼(200)의 상부에서 다이 플레이트(100)가 파우치 필름을 가압 고정할 수 도 있다.

펀치부(300)는 제1 스트리퍼(200)의 펀치홀(200a)과 상기 다이 플레이트(100)의 컵부 성형홀(100a)에 인입 및 인출되어 파우치 필름을 성형한다. 이때 펀치부(300)는 제1 스트리퍼(200)의 펀치홀(200a)에 먼저 인입된 후, 다이 플레이트(100)의 컵부 성형홀(100a)에 인입되어 파우치 필름을 가압함으로써 컵부를 성형할 수 있으며, 컵부 성형이 완료된 경우 다이 플레이트(100)의 컵부 성형홀(100a)에서 인출된 후 제1 스트리퍼(200)의 펀치홀(200a)로부터 인출될 수 있다.

제2 스트리퍼(400)는 제1 스트리퍼(200)의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 구비되어 파우치 필름을 가압 고정한다. 이로써, 제2 스트리퍼(400)가 파우치 필름의 컵부 성형 위치 주변에서 파우치 필름을 균일하고 강하게 가압하여, 컵부 주변의 주름 발생을 최소화하고, 주름으로 인해 발생할 수 있는 크랙이나 파단을 예방할 수 있으며, 성형 품질을 개선하여 컵부의 공간 효율화를 달성하고 에너지 밀도를 극대화시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 파우치 성형장치(10)의 각 구성에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 스트리퍼(400)는 내측 둘레와 외측 둘레를 갖는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 내측 둘레는 펀치홀(200a)의 둘레보다 크게 형성될 수 있다. 제2 스트리퍼(400)는 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 구비되는 것이므로, 내측 둘레가 펀치홀(200a)의 둘레보다 작게 형성되는 경우, 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)의 펀치홀(200a)을 통과하는 펀치부(300)를 간섭하게 되고, 그로 인해 제2 스트리퍼(400)의 움직임이 발생하거나 펀치부(300)의 펀칭이 적절히 이루어지지 않아 파우치 컵부의 성형 품질이 저하될 수 있다. 따라서 제2 스트리퍼(400)의 내측 둘레는 펀치홀(200a)의 둘레보다 크게 형성되어, 제2 스트리퍼(400)가 펀치부(300)를 간섭하지 않고, 파우치 필름을 균일하고 효과적으로 가압할 수 있게 된다.

제2 스트리퍼(400)는 다이 플레이트(100)와 서로 마주보는 면에 마찰 코팅층이 형성될 수 있다. 다이 플레이트(100)에는 파우치 필름이 안착되므로, 제2 스트리퍼(400)에서 다이 플레이트(100)와 서로 마주보는 면이란, 제2 스트리퍼(400)가 파우치 필름을 가압하는 가압면과 동일하게 이해될 수 있다. 이처럼 제2 스트리퍼(400)가 다이 플레이트(100)와 서로 마주보는 면에 마찰 코팅층이 형성됨으로써, 제2 스트리퍼(400)와 파우치 필름 사이에 마찰력이 증가하게 되고, 그 결과 제2 스트리퍼(400)가 파우치 필름을 보다 균일하고 강하게 가압할 수 있게 되므로, 컵부 성형 위치 주변에서 주름 발생을 억제할 수 있다.

마찰 코팅층은 제2 스트리퍼(400)와 파우치 필름 사이에서 마찰력을 증가시킬 수 있는 소재를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘을 포함할 수 있다. 다만 반드시 실리콘에 제한되는 것은 아니며, 파우치 필름과 물리 화학적으로 반응할 염려가 없으며, 제2 스트리퍼(400)보다 더 큰 마찰계수를 가지는 소재로 선택될 수 있다. 한편, 특정 소재를 포함하여 큰 마찰계수를 갖게 하는 것 이외에도, 표면의 형상이나 거친 정도를 다양하게 하여 마찰계수를 증가시킬 수도 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 스트리퍼(200)는 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 형성되되, 하부에서 상부로 만입된 형태의 삽입홈(200b)이 형성될 수 있다. 하부에서 상부로 만입된 형태란, 두께를 갖는 제1 스트리퍼(200)의 일 면에서 타 면 방향으로 만입된 형태와 동일하게 이해될 수 있다. 다만 여기서 일 면이란 제2 스트리퍼(400)가 구비되는 제1 스트리퍼(200)의 면일 수 있으며, 타 면이란 제1 스트리퍼(200)의 일 면의 반대에 위치하는 면일 수 있다. 이처럼 제1 스트리퍼(200)에 삽입홈(200b)이 형성됨으로써 후술하는 바와 같이 제2 스트리퍼(400)가 삽입홈(200b)의 내부로 인입 또는 인출될 수 있으며, 이로써 제2 스트리퍼(400)의 가압력이 적절히 조절될 수 있다.

계속해서 도 6 내지 도 8을 참조하면, 삽입홈(200b)은 제2 스트리퍼(400)의 수평방향 단면과 대응되는 형태의 수평방향 단면을 갖도록 형성될 수 있으며, 제2 스트리퍼(400)는 제1 스트리퍼(200)의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 상기 삽입홈(200b)의 내부로 인입 또는 인출되며 상하 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 삽입홈(200b)은 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)의 내부로 인입 또는 인출될 수 있는 공간을 제공하며, 이를 위해 제2 스트리퍼(400)의 수평방향 단면과 대응되는 형태를 갖도록 형성되는 것이다. 여기서 삽입홈(200b)이 제2 스트리퍼(400)의 수평방향 단면과 대응되는 형태를 갖는다는 것은, 삽입홈(200b)의 크기가 제2 스트리퍼(400)의 수평방향 단면과 동일한 형상을 갖되, 오프셋의 크기만큼 폭이 크다는 것을 의미할 수 있다. 만약 삽입홈(200b)의 폭의 크기가 제2 스트리퍼(400)의 폭의 크기와 동일하다면, 제2 스트리퍼(400)가 삽입홈(200b)에 삽입되지 않거나, 삽입되더라도 삽입홈(200b)에 의해 간섭되어 이동이 원활하게 이루어지지 못하며, 그로 인해 적절한 가압력을 가할 수 없게 된다. 반대로, 삽입홈(200b)의 폭의 크기가 제2 스트리퍼(400)의 폭의 크기보다 과도하게 크다면, 제2 스트리퍼(400)가 삽입홈(200b)에 삽입되면서 파우치 필름을 가압하는 과정에서, 측면 방향으로 흔들림이 발생하게 되고, 그로 인해 역시 적절한 가압력을 가할 수 없게 된다. 따라서 오프셋의 크기는 삽입홈(200b)에 제2 스트리퍼(400)가 용이하게 삽입되면서도, 삽입된 이후에 삽입홈(200b)의 내부에서 제2 스트리퍼(400)의 흔들림이 발생하지 않는 적절한 폭을 가지는 것이 바람직하다. 실제로 오프셋의 크기는 제작되는 제2 스트리퍼(400)의 폭에 따라 실험적으로 결정될 수 있다.

이처럼 제2 스트리퍼(400)는 제1 스트리퍼(200)의 하부면으로부터 돌출된 상태로 구비되되, 제2 스트리퍼(400)가 파우치 필름을 가압함에 따라 삽입홈(200b)의 내부로 일부 삽입될 수 있으며, 이로써 파우치 필름을 적절하게 가압하여 주름의 발생을 억제할 수 있으며, 동시에 컵부 성형 위치 주변에 제2 스트리퍼(400)의 형상이 남지 않도록 하여 성형 품질을 향상시킬 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 성형장치(10)는 상부 플레이트(700) 및 하부 플레이트(800)를 더 포함할 수 있다. 상부 플레이트(700)는 제1 스트리퍼(200)의 상부에 구비되고, 하부 플레이트(800)는 상기 다이 플레이트(100)의 하부에 구비될 수 있다. 이때 상부 플레이트(700)와 하부 플레이트(800)는 가장자리에서 상하 방향으로 길이를 갖는 결합부재(900)에 의해 서로 결합될 수 있다. 즉, 상부 플레이트(700)는 파우치 성형장치(10)의 상단에 구비되며, 펀치부(300)와 후술하는 스트리퍼 백플레이트(500) 구성이 결합되어 고정될 수 있다. 하부 플레이트(800)는 파우치 성형장치(10)의 하단에 구비되어 파우치 성형장치(10) 전체를 하부에서 지지하는 역할을 할 수 있다.

또한, 파우치 성형장치(10)는 스트리퍼 백플레이트(500)와 다이 백플레이트(600)를 더 포함할 수 있다. 스트리퍼 백플레이트(500)는 제1 스트리퍼(200)와 상부 플레이트(700)의 사이에 구비되며, 제1 스트리퍼(200) 또는 상기 제2 스트리퍼(400) 중 적어도 하나를 고정할 수 있다. 다이 백플레이트(600)는 하부 플레이트(800)와 다이 플레이트(100) 사이에 구비되며, 상기 다이 플레이트(100)를 하부에서 지지할 수 있다. 이처럼 제1 스트리퍼(200), 제2 스트리퍼(400) 및 다이 플레이트(100)는 파우치 필름과 직접적으로 접촉하여 파우치 필름을 가압하는 역할을 하고, 스트리퍼 백플레이트(500) 및 다이 백플레이트(600)는 상술한 스트리퍼와 다이 플레이트(100)의 상부 또는 하부에 구비되어 제1, 제2 스트리퍼와 다이 플레이트(100)가 파우치 성형장치(10)에 안정적으로 고정될 수 있게 한다.

이하에서는 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하여 제2 스트리퍼(400)가 고정되는 방식을 상세히 설명한다.

먼저 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스트리퍼(200)에는 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀(200c)이 형성될 수 있다. 이때 제2 스트리퍼(400)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 관통홀(200c)을 관통하는 고정부재(410)에 의해 스트리퍼 백플레이트(500)에 고정될 수 있다. 이처럼 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)의 하부 또는 제1 스트리퍼(200)의 삽입홈(200b) 내부에 구비되더라도, 제1 스트리퍼(200)와 직접적으로 결합되는 것이 아닌, 스트리퍼 백플레이트(500)에 고정됨으로써 제1 스트리퍼(200)와 독립적으로 상하 방향 이동이 가능하며, 그로 인해 파우치 필름에 적절한 가압력을 가할 수 있게 된다. 이때 관통홀(200c)은 복수 개가 형성될 수 있으며, 고정부재(410) 역시 복수 개로 형성될 수 있으나, 관통홀(200c)의 개수와 동일하거나 관통홀(200c)의 개수보다 적게 구비되어 제2 스트리퍼(400)를 고정할 수 있다.

고정부재(410)는 길이가 변동되되, 기 설정된 길이 이하 또는 기 설정된 길이 이상으로는 변동되지 않고 고정되는 스토퍼 방식일 수 있다. 여기서 기 설정된 길이 이상으로 변동되지 않고 고정된다는 의미는, 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)의 하부면으로 돌출되도록 제2 스트리퍼(400)를 고정하되, 다이 플레이트(100)와 제1 스트리퍼(200)의 사이에 파우치 필름이 안착될 수 없을 정도로 제2 스트리퍼(400)가 돌출되게 고정되는 길이 이상으로는 변동되지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 또한 기 설정된 길이 이하로 변동되지 않고 고정된다는 의미는, 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)에 형성된 삽입홈(200b)으로 삽입되되, 삽입홈(200b)의 내부로 완전히 삽입되어 측면에서 보았을 때 제2 스트리퍼(400)가 돌출되지 않을 정도의 길이 이하로는 변동되지 않는다는 것을 의미할 수 있다.

한편 제2 스트리퍼(400)는 상술한 고정부재(410) 이외에도, 관통홀(200c)을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재(420)에 의해 파우치 필름을 가압하는 가압력이 조절될 수 있다. 가압력 조절부재(420)는 고정부재(410)와는 별도로 구비되는 것으로, 제2 스트리퍼(400)가 제1 스트리퍼(200)의 삽입홈(200b) 내부로 삽입되는 방향의 반대 방향으로 힘을 가하여, 제2 스트리퍼(400)가 파우치 필름을 가압할 수 있도록 가압력을 제공한다. 따라서 가압력 조절부재(420)는 제2 스트리퍼(400)가 삽입홈(200b) 내부로 삽입될수록 제2 스트리퍼(400)의 가압력이 연속적으로 커지게 될 수 있다. 가압력 조절부재(420)는 일 측이 제2 스트리퍼(400)에 접하도록 구비되고, 타 측은 스트리퍼 백플레이트(500)와 결합되도록 구비될 수 있다. 가압력 조절부재(420) 역시 복수 개로 형성될 수 있으며, 이로써 위치별로 가압력을 조절할 수 있다.

가압력 조절부재(420)는 길이 방향으로 탄성을 갖는 스프링을 포함할 수 있다. 스프링은 압축될수록 탄성력이 커지므로, 가압력 조절부재(420)가 스프링으로 선택될 경우 제2 스트리퍼(400)가 삽입홈(200b) 내부로 삽입될수록 제2 스트리퍼(400)의 가압력이 연속적으로 커지게 될 수 있다. 한편, 가압력 조절부재(420)는 스프링 이외에도, 스트리퍼 백플레이트(500)에 스프링의 타 측을 고정하는 스프링 고정부재를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 펀치부(300)는 펀치 바디(320) 및 펀치 바디(320)의 하부에 구비되며, 파우치 필름을 가압하는 가압면이 형성되는 펀치(310)를 포함할 수 있다. 펀치 바디(320)는 펀치부(300)를 파우치 성형장치(10)에 고정하는 구성일 수 있으며, 가압면이 형성된 펀치(310)는 파우치 필름을 직접적으로 가압하는 구성으로 성형하고자 하는 컵부의 형상 및 크기에 대응될 수 있다.

한편, 펀치 바디(320)는 파우치 성형장치(10)에서 고정되어 움직이지 않고, 다이 플레이트(100)와 제1 스트리퍼(200) 사이에 파우치 필름을 개재한 상태로 상하로 이동하는 경우, 펀치부(300)의 펀치 바디(320)와 펀치(310)가 펀치홀(200a)과 컵부 성형홀(100a)을 통과하면서 파우치 필름에 컵부가 성형될 수 있다. 다만, 반대로 다이 플레이트(100)와 제1 스트리퍼(200)가 파우치 필름을 개재한 상태로 고정되어 있고, 펀치부(300)가 이동하여 컵부를 성형할 수 도 있다.

실시예 2

본 발명의 실시예 2에서는, 실시예 1의 가압력 조절부재(420)가 일 측이 제2 스트리퍼(400)에 접하도록 구비되고, 타 측은 상부 플레이트(700)에 결합되도록 구비되는 점에서 실시예 1과 차이가 있다. 실시예 1과 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 2에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 실시예 2에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 실시예 1의 내용으로 간주될 수 있음은 자명하다.

본 발명의 실시예 2에 따른 파우치 성형장치(10)는 파우치 성형장치(10)는 다이 플레이트(100), 제1 스트리퍼(200), 펀치부(300), 제2 스트리퍼(400)를 포함한다. 또한, 스트리퍼 백플레이트(500), 다이 백플레이트(600), 상부 플레이트(700) 및 하부 플레이트(800)를 더 포함할 수 있다.

제1 스트리퍼(200)는 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀(200c)이 형성되고, 제2 스트리퍼(400)는 관통홀(200c)을 관통하여 구비되는 고정부재(410)에 의해 상기 스트리퍼 백플레이트(500)에 고정될 수 있다.

또한, 제2 스트리퍼(400)는 관통홀(200c)을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재(420)에 의해 파우치 필름 가압력이 조절될 수 있으며, 이때, 본 발명의 실시예 2에 따른 파우치 성형장치(10)의 가압력 조절부재(420)는, 일 측이 제2 스트리퍼(400)에 접하도록 구비되고, 타 측은 상부 플레이트(700)에 결합되도록 구비될 수 있다.

이처럼 가압력 조절부재(420)의 타 측이 상부 플레이트(700)에 결합됨으로써, 스트리퍼 백플레이트(420)에 결합되는 경우에 비해 보다 안정적으로 가압력을 제공할 수 있으며, 가압력 조절부재(420)가 스프링을 포함할 경우, 스프링의 길이를 길게 형성할 수 있어, 보다 다양한 크기의 가압력을 제공할 수 있게 된다. 한편, 가압력 조절부재(420)는 스프링 이외에도, 스트리퍼 백플레이트(500)에 스프링의 타 측을 고정하는 스프링 고정부재를 더 포함할 수 있다.

실시예 3

본 발명의 실시예 3에서는, 실시예 1 및 2의 제2 스트리퍼(400)가 고정부재(410)에 의해 고정되되, 스트리퍼 백플레이트(500)가 아닌 상부 플레이트(700)에 고정되는 점에서 실시예 1 및 2와 차이가 있다. 실시예 1 및 2와 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 3에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 실시예 3에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 실시예 1 및 2의 내용으로 간주될 수 있음은 자명하다.

따라서 본 발명의 실시예 3에 따른 파우치 성형장치(10)는 다이 플레이트(100), 제1 스트리퍼(200), 펀치부(300), 제2 스트리퍼(400)를 포함한다. 또한, 다이 백플레이트(600), 상부 플레이트(700) 및 하부 플레이트(800)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예 3에 따른 파우치 성형장치(10)에서, 제1 스트리퍼(200)는 펀치홀(200a)의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀(200c)이 형성되고, 제2 스트리퍼(400)는 관통홀을 관통하여 구비되는 고정부재(410)에 의해 상기 상부 플레이트(700)에 고정될 수 있다. 이로써, 파우치의 성형 품질은 유지한 채, 파우치 성형장치의 구조를 단순화할 수 있게 된다.

고정부재(410)는 길이가 변동되되, 기 설정된 길이 이하 또는 기 설정된 길이 이상으로는 변동되지 않고 고정되는 스토퍼 방식일 수 있다. 또한, 제2 스트리퍼(400)는 관통홀(200c)을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재(420)에 의해 파우치 필름 가압력이 조절될 수 있다. 여기서 고정부재(410) 및 가압력 조절부재(420)에 관한 상세한 구성 및 그로 인한 효과는 실시예 1과 동일하게 이해될 수 있다.

또한, 제2 스트리퍼(400)는 관통홀(200c)을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재(420)에 의해 파우치 필름 가압력이 조절되되, 가압력 조절부재(420)는 일 측이 제2 스트리퍼(400)에 접하도록 구비되고, 타 측은 상부 플레이트(700)에 결합되도록 구비될 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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.

[부호의 설명]

10: 파우치 성형장치

100: 다이 플레이트

100a: 컵부 성형홀

200: 제1 스트리퍼

200a: 펀치홀

200b: 삽입홈

200c: 관통홀

300: 펀치부

310: 펀치

320: 펀치 바디

400: 제2 스트리퍼

410: 고정부재

420: 가압력 조절부재

500: 스트리퍼 백플레이트

600: 다이 백플레이트

700: 상부 플레이트

800: 하부 플레이트

900: 결합부재

Claims

상부에 파우치 필름이 안착되도록 평판 형태로 형성되되, 상하면을 관통하는 형태의 컵부 성형홀이 형성되는 다이 플레이트;

상기 다이 플레이트의 상부에서 파우치 필름을 가압 고정하며, 상기 컵부 성형홀에 대응되는 위치에서 상하면을 관통하는 형태의 펀치홀이 형성되는 제1 스트리퍼;

상기 제1 스트리퍼의 펀치홀과 상기 다이 플레이트의 컵부 성형홀에 인입 및 인출되어 파우치 필름을 성형하는 펀치부; 및

상기 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 상기 펀치홀의 둘레를 따라 구비되어 파우치 필름을 가압 고정하는 제2 스트리퍼를 포함하는 파우치 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 스트리퍼는,

내측 둘레와 외측 둘레를 갖는 고리 형태로 형성되되,

상기 내측 둘레가 상기 펀치홀의 둘레보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 다이 플레이트와 서로 마주보는 면에 마찰 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제3항에 있어서,

상기 마찰 코팅층은,

실리콘을 포함하는 파우치 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 스트리퍼는,

상기 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 하부에서 상부로 만입된 형태의 삽입홈이 형성되는 파우치 성형장치.
제5항에 있어서,

상기 삽입홈은,

상기 제2 스트리퍼의 수평방향 단면과 대응되는 형태의 수평방향 단면을 갖도록 형성되고,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 제1 스트리퍼의 하부면으로부터 돌출되도록 구비되되, 상기 삽입홈의 내부로 인입 또는 인출되며 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 스트리퍼의 상부에 구비되는 상부 플레이트; 및

상기 다이 플레이트의 하부에 구비되는 하부 플레이트를 더 포함하고,

상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트는,

가장자리에서 상하 방향으로 길이를 갖는 결합부재에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 스트리퍼와 상기 상부 플레이트의 사이에 구비되며, 상기 제1 스트리퍼 또는 상기 제2 스트리퍼 중 적어도 하나를 고정하는 스트리퍼 백플레이트; 및

상기 하부 플레이트와 상기 다이 플레이트 사이에 구비되며, 상기 다이 플레이트를 하부에서 지지하는 다이 백플레이트를 더 포함하는 파우치 성형장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 스트리퍼는,

상기 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀이 형성되고,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 관통홀을 관통하여 구비되는 고정부재에 의해 상기 스트리퍼 백플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제9항에 있어서,

상기 고정부재는,

길이가 변동되되, 기 설정된 길이 이하 또는 기 설정된 길이 이상으로는 변동되지 않고 고정되는 스토퍼 방식인 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제9항에 있어서,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 관통홀을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재에 의해 파우치 필름 가압력이 조절되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제11항에 있어서,

상기 가압력 조절부재는,

길이 방향으로 탄성을 갖는 스프링을 포함하는 파우치 성형장치.
제11항에 있어서,

상기 가압력 조절부재는,

일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고,

타 측은 스트리퍼 백플레이트에 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제11항에 있어서,

상기 가압력 조절부재는,

일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고,

타 측은 상부 플레이트에 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 펀치부는,

펀치 바디; 및

상기 펀치 바디의 하부에 구비되며, 파우치 필름을 가압하는 가압면이 형성되는 펀치를 포함하는 파우치 성형장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 스트리퍼는,

상기 펀치홀의 둘레를 따라 형성되되, 상하면을 관통하는 관통홀이 형성되고,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 관통홀을 관통하여 구비되는 고정부재에 의해 상기 상부 플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.
제16항에 있어서,

상기 제2 스트리퍼는,

상기 관통홀을 관통하여 구비되는 가압력 조절부재에 의해 파우치 필름 가압력이 조절되되,

상기 가압력 조절부재는,

일 측이 제2 스트리퍼에 접하도록 구비되고,

타 측은 상부 플레이트에 결합되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치 성형장치.