WO2025170409A1 - 슬롯 다이 코터용 심 위치 조절 장치 및 이를 이용한 심의 위치 조절 방법 - Google Patents

슬롯 다이 코터용 심 위치 조절 장치 및 이를 이용한 심의 위치 조절 방법

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WO2025170409A1
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die block
shim
lower die
adjusting
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최민혁
김민철
박민구
박준선
이택수
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LG Energy Solution Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling the position of a core mounted in a slot die coater used in the manufacture of an electrode for a lithium secondary battery, and a method for controlling the position of the core using the same.
  • Lithium secondary batteries are now widely used not only in small devices like portable electronic devices, but also in medium- to large-sized devices like battery packs for hybrid and electric vehicles and power storage systems.
  • electric vehicles and hybrid electric vehicles as alternatives to fossil fuel-powered vehicles like gasoline and diesel, which are major contributors to air pollution.
  • lithium secondary batteries have a structure in which an electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode, and a separator is impregnated with a lithium electrolyte.
  • the electrode is formed by coating an electrode current collector with an electrode slurry containing an electrode active material.
  • a coating device such as a slot die coater is used to coat the electrode slurry.
  • the position of the shim member is adjusted in order to precisely control the offset of the shim member placed between the upper die block and the lower die block to a desired value.
  • the position of the shim member is adjusted manually by a worker, and since the offset of the shim member is controlled at the micrometer ( ⁇ m) level, there is a limitation that precise adjustment is difficult.
  • a support member having the attachment part provided thereon includes a shim adjustment part for adjusting the position of the shim plate;
  • the above heart control unit is,
  • a displacement measuring device for measuring the offset of the shim plate from the front outer side of the lower die block where the slot is located
  • a position adjustment device for a shim plate which includes a position adjuster that adjusts the position of the shim plate by performing a linear reciprocating motion in the longitudinal direction of the shim plate according to an offset value measured by the displacement measuring device.
  • the displacement measuring device and the position controller may be arranged side by side along the width direction so as to be parallel to the length direction of the shim plate.
  • the above moving mechanism may be a two-axis stage; or two one-axis stages assembled to reciprocate linearly in a direction perpendicular to each other.
  • the above position adjuster is a mechanism capable of adjusting the position at the micrometer level, and may include a sleeve having a mother member provided in a circumferential direction, a thimble that rotates on the sleeve and has a son member provided in the rotational direction, a spindle inserted into the inside of the sleeve to perform a reciprocating linear motion, and a ratchet stop inserted into the end of the thimble to implement a linear motion of the spindle through a rotational motion and to keep the pressure applied to the end of the shim plate constant.
  • the position controller may include a pressing member that applies force to the end of the shim plate at the end of the spindle, and the pressing member may have a rectangular shape with a long axis and a short axis on a surface that comes into contact with the end of the shim plate.
  • the above position controller may be provided with a magnetic member at the end of the spindle that comes into contact with the shim plate.
  • the displacement measuring device may include a dial gauge, an eddy current displacement sensor, an optical displacement sensor, a linear proximity sensor, or a magnetoresistive displacement sensor.
  • the above attachment portion may include a magnetic member having a structure corresponding to the front outer side of the lower die block.
  • the shim plate whose position is adjusted may be aligned so that the shim plate end is positioned in the same line as the outer end of the lower die block, or may be adjusted so that it is positioned on the inner side of the lower die block.
  • the method for adjusting the position of the shim plate may further include a step (S0) of arranging the end of the shim plate to protrude outwardly from the lower slot die before the step (S1) of attaching the shim position adjusting device, when the end of the shim plate is aligned so as to be positioned on the same line as the outer end of the lower die block.
  • the position controller may be provided with a magnetic member at an end that comes into contact with an end of the shim plate, and in this case, the shim plate may be made of a metal material including at least one of iron, cobalt, and nickel.
  • Figure 1 is a perspective view showing the structure of a slot die coater for general electrode manufacturing.
  • Fig. 7 is a cross-sectional view showing a position controller used in the present invention.
  • a shim adjustment unit is provided on the other side of the support member provided with the above attachment unit and adjusts the position of the shim plate;
  • the above heart control unit is,
  • a displacement measuring device for measuring the offset of the shim plate from the front outer side of the lower die block where the slot is located
  • a position adjustment device for a shim plate which includes a position adjuster that adjusts the position of the shim plate by performing a linear reciprocating motion in the longitudinal direction of the shim plate according to an offset value measured by the displacement measuring device.
  • FIGS. 1 to 3 are a perspective view, a side cross-sectional view, and a front view, respectively, showing a slot die coater (1) applied in the manufacture of electrodes of lithium secondary batteries.
  • the slot die coater (1) may include an upper die block (10); a lower die block (30) facing the upper die block and having a chamber (31) for accommodating electrode slurry; a plate-shaped shim plate (20) positioned between the upper die block and the lower die block, the shim plate having a hollow portion in the body (21) communicating with the chamber (31), and a slot (22) for discharging electrode slurry from the hollow portion; and a fixing device (40) for fixing the assembled upper die block (10), shim plate (20), and lower die block (30).
  • the "upper die block” and the “lower die block” are terms indicating a relative positional relationship among a plurality of die blocks.
  • the slot die coater is a dual slot die coater in which a first die block, a first shim plate, a second die block, a second shim plate, and a third die block are sequentially arranged
  • the first die block may be a lower die block with respect to the second die block
  • the second die block may be an upper die block with respect to the first die block.
  • the second die block may be a lower die block with respect to the third die block
  • the third die block may be an upper die block with respect to the second die block.
  • the above slot die coater (1) has a shim plate (20) placed between the upper die block (10) and the lower die block (30) to provide a slot (22) through which the electrode slurry is discharged.
  • the end position of the shim plate (20) that exists on the same surface with respect to the front surfaces of the upper die block (10) and the lower die block (30) where the slot is located more specifically, the distance between the outer end of the slot die coater where the slot is provided and the end of the shim plate (20) is referred to as the offset (Os) of the shim plate.
  • the offset (Os) of the shim plate (20) acts as a major parameter of the coating process because the loading amount of the electrode slurry, etc.
  • the position adjustment device (100) can overcome this problem by measuring the offset of the shim plate (20) placed on the die block when assembling the slot die coater (1) and moving the shim plate (20) so that the measured offset value satisfies the preset position and/or offset.
  • the position adjustment device (100) can be used in a non-fixed state when the shim plate (20) is placed on the lower die block (30) during the assembly process of the slot die coater (1) or when the shim plate (20) is placed between the upper die block (10) and the lower die block (30).
  • the position adjustment device (100) includes means for measuring the offset of the shim plate (20) placed on the lower die block and for moving the shim plate (20) to satisfy a preset position and/or offset.
  • the position adjustment device (100) includes a support member (110) that forms the basic skeleton of the device and supports each component, an attachment part (120) that is supported on one side of the support member (110) and attached to a die block on which a shim plate is arranged, and a shim adjustment part (130) that is located on the other side of the support member (110) on which the attachment part (120) is provided and adjusts the position of the shim plate.
  • the support member (110) may be applied without particular limitations as long as it is a material and structure that can support the attachment part (120) and the core adjustment part (130).
  • the support member (110) may be an "L" shaped stainless steel in which the attachment part (120) is secured on the inside and the core adjustment part (130) is supported on the outside.
  • attachment part (120) may be attached to the lower die block on which the shim plate is arranged, and may be located on the front outer side of the lower die block in which a slot is provided by the shim plate to measure the offset of the shim plate.
  • the above attachment part (120) can be applied without particular limitation as long as it is of a material and shape that can be attached to the lower die block.
  • the attachment part (120) may be provided with a magnetic member having a structure corresponding to the die block portion to which the attachment part is to be attached, specifically, the front outer side of the lower die block.
  • the attachment part (120) can completely fix the position adjustment device (100) to the surface of the lower die block without shaking, so that the offset measurement and movement of the shim plate can be performed more precisely.
  • the attachment portion may have a magnetic member in the shape of a rectangular parallelepiped or a hexahedron.
  • the attachment portion may have a rectangular parallelepiped or a regular hexahedron structure, but may include a magnetic member having a structure in which the attachment surface that comes into contact with the lower die block is inclined so that the sum of the inclinations of the front outer surface of the lower die block when attached forms 180°.
  • the above-mentioned core control unit (130) includes a displacement measuring device (131) that measures the offset of the core plate and a position controller (132) that moves the core plate according to the offset value measured by the displacement measuring device.
  • the displacement measuring device (131) and the position controller (132) are positioned parallel to the longitudinal direction (x-axis direction) of the shim plate in which the shim plate is arranged for offset measurement and movement of the shim plate, respectively, but can be positioned side by side so as to face the shim plate end along the width direction (y-axis direction) of the lower die block.
  • the displacement measuring device (131) and position controller (132) are positioned parallel to the longitudinal direction (x-axis direction) of the shim plate, enabling precise control during offset measurement and movement.
  • the displacement measuring device (131) and position controller (132) are positioned parallel to the width direction (y-axis direction) of the die block so as to face the end of the shim plate, thereby providing the advantage of enabling immediate movement of the shim plate without a change in the offset after measuring the offset of the shim plate.
  • the displacement measuring device (131) and the position controller (132) may be fixed together to precisely measure the offset of the shim plate and move the shim plate accordingly.
  • the shim adjusting unit (130) may include a fixing frame (1331) including a through hole (1332) into which the displacement measuring device (131) and the position controller (132) are respectively inserted side by side, and a cut-out groove (not shown) located on the upper portion of the through hole, in order to fix the displacement measuring device (131) and the position controller (132) together; and a fixing member (133) including a fixing screw (1334) that is fastened to the cut-out groove and fixes the displacement measuring device (131) and the position controller (132) inserted into the through hole.
  • the displacement measuring device (131) can be applied without particular limitation as long as it can measure the offset of the shim plate.
  • the displacement measuring device (131) can be applied as a dial gauge, an eddy current displacement sensor, an optical displacement sensor, a linear proximity sensor, or a magnetoresistive displacement sensor.
  • the optical displacement sensor a laser displacement sensor can be used.
  • the laser displacement sensor has a projector that irradiates a laser and a receiver that receives the reflected light.
  • the projector irradiates a laser to the surface of the coating roll, receives the reflected light, and simultaneously measures the angle of the reflected light with a camera, thereby allowing the distance (displacement) from the displacement sensor to the surface of the coating roll to be measured in a non-contact manner.
  • the displacement measuring device (131) may be a dial gauge. Since the dial gauge facilitates position adjustment with a position controller when applied, the movement of the shim plate according to the measured offset value can be made more precise.
  • the position controller (132) may have a structure capable of moving the end of the shim plate in the longitudinal direction (x-axis direction) of the shim plate at the micrometer ( ⁇ m) level.
  • the sleeve (1324) may have an internal female screw structure. Accordingly, the sleeve (1324) may be fastened to one side of a spindle (1322) having a high-precision, small-pitch male screw structure.
  • a thimble (1323) may be mounted on the other side of the spindle (1322) to which the sleeve is fastened, so that the thimble (1323) may have a structure in which it overlaps on the outer end of the sleeve (1324).
  • the spindle (1322) may perform a linear movement in the axial direction by the rotation of the thimble (1323).
  • the sleeve (1324) may be provided with a mother element in millimeters (mm) in the circumferential direction
  • the cymbals (1323) may be provided with a son element in micrometers ( ⁇ m) in the circumferential direction.
  • the position controller may be capable of adjusting the linear movement distance in micrometers ( ⁇ m) units.
  • the spindle (1322) can be fixed by a clamp (not shown) that is fastened through a through hole penetrating the outer surface of the sleeve and presses the surface.
  • the spindle (1325) may be coupled with a ratchet stop (1321) protruding outward from the end of the thimble (1323).
  • the position adjuster (132) may move the shim plate by pressing the end of the shim plate using the spindle (1322).
  • the movement of the shim plate may be stopped due to the structure of the lower die block.
  • a high pressure may be applied to the shim plate whose movement has been stopped momentarily, and the ratchet stop (1321) performs a function of preventing the pressure applied to the end of the shim plate from significantly increasing by idling when a force exceeding a predetermined pressure is applied to the spindle.
  • the spindle (1322) applies force by coming into contact with the end of the shim plate when adjusting the position of the shim plate.
  • a pressure member (1325) may be provided at the end to increase the efficiency of the force applied to the end of the shim plate.
  • the above-mentioned pressing member (1325) is not particularly limited as long as it can pressurize the end of the shim plate, but may be made of a material having a hardness equal to or similar to that of the shim plate so that sufficient pressure can be applied to the end of the shim plate when pressing.
  • the shape of the surface that comes into contact with the end of the shim plate may satisfy a predetermined condition so that pressure can be effectively applied to the end of the shim plate.
  • the surface that comes into contact with the end of the shim plate may have a rectangular shape with a major axis and a minor axis that is relatively shorter than the major axis, and the major axis of the rectangular shape may be mounted on the spindle (1322) so that it matches the width direction of the shim plate.
  • the pressing member (1325) may have a rectangular shape in which a semicircle is combined with a short axis of a rectangle, as shown in Fig. 7.
  • the pressing member (1325) may be arranged so that the long axis is parallel to the end of the shim plate when the shim plate moves, and thus the contact area with the end of the shim plate increases, so that the force of the pressing member can be applied to the end of the shim plate more efficiently.
  • the present invention allows the shim plate to be moved more easily even when less force is applied to the shim plate end by adjusting the shape of the surface where the pressure member (1325) comes into contact with the shim plate end as described above.
  • the spindle (1322) may be provided with a magnetic member (not shown) at the end that comes into contact with the shim plate.
  • the magnetic member is not particularly limited as long as it is a material having magnetism, but specifically, it may be a permanent magnet.
  • the magnetic member may be provided at the end of the spindle (1322), and when a pressure member (1325) is provided at the end of the spindle (1322), the magnetic member may be mounted at the end of the pressure member (1325) or the pressure member (1325) itself may be made of a permanent magnet and function as a magnetic member.
  • the position adjustment device has the above-described configuration, so that the position of the shim plate can be precisely and easily adjusted to the micrometer level during the assembly process of the slot die coater, and thus has excellent workability and productivity.
  • a method for adjusting the position of a shim plate including a step (S5) of assembling a slot die coater by placing and fixing an upper die block on a shim plate whose position is adjusted.
  • the above position adjustment method has the characteristics of excellent workability and productivity because it can adjust the position of the shim plate more precisely and easily in the process of assembling the slot die coater using the position adjustment device of the present invention.
  • the shim plate can be positioned in two ways. Specifically, the shim plate can be aligned so that its end is positioned in the same line as the outer edge of the lower die block, or can be positioned so that it is positioned on the inner side of the lower die block.
  • the shim plate whose position is adjusted according to the present invention may be positioned so that the outer end position (S) of the lower die block and the shim plate end position (L M ) are on the same line as in (a), and in this case, the offset of the shim plate may be "0".
  • the shim plate may be positioned so that the end of the shim plate is located (L M ) on the inside of the lower die block as in (b), so that the offset of the shim plate may have a negative (-) value with respect to the outer end (S) of the lower die block.
  • the offset of the shim plate affects the loading amount, etc.
  • each step of the position adjustment method of the present invention may satisfy predetermined conditions.
  • the position adjustment method includes a step (S1) of attaching a position adjustment device to the front outer side of the lower die block on which the shim plate is arranged.
  • This step (S1) refers to a process of attaching the position adjustment device to the front outer side of the lower die block on which the shim plate is placed to fix the device so that it does not shake.
  • the "front outer side of the lower die block” refers to the outer side of the lower die block where a slot is provided by the shim plate.
  • the position at which the position adjustment device is attached may be an area adjacent to the end of the shim plate arranged in the lower die block, for example, the front outer upper side of the lower die block where the end of the shim plate is located, in order to easily adjust the position of the shim plate.
  • the displacement measuring device and the position controller of the position adjusting device attached in this step (S1) can be positioned so as to be spaced apart from the end of the shim plate by a predetermined distance (e.g., 0.1 mm to 100 mm, 0.1 mm to 50 mm, or 0.1 mm to 20 mm) in the longitudinal direction (x-axis direction) of the shim plate.
  • a predetermined distance e.g., 0.1 mm to 100 mm, 0.1 mm to 50 mm, or 0.1 mm to 20 mm
  • this step (S2) refers to a process of adjusting the positions of the displacement measuring device and the position controller of the position adjustment device using a moving mechanism included in the position adjustment device and fixing the adjusted positions.
  • the present step (S2) may include a step (S2-1) of moving the position of the end of the displacement measuring device in at least one of the width direction and the height direction of the lower die block so that the end of the shim plate and the end of the displacement measuring device face each other; and a step (S2-2) of fixing the position of the moved displacement measuring device.
  • the step (S2-1) of moving the end position of the displacement measuring device is such that, in order to measure the offset of the shim plate in the previous step (S1), the end positions of the displacement measuring device and the position controller of the position adjusting device are spaced apart by a predetermined distance in the longitudinal direction (x-axis direction) of the shim plate based on the front outer end of the lower die block. Therefore, in this step (S2), the end positions of the displacement measuring device and the position controller can be adjusted in the width direction (y-axis direction) and height direction (z-axis direction) of the lower die block.
  • the position adjustment device can simultaneously move each end of the displacement measuring device and the position controller in the height direction (z-axis direction) of the lower die block and/or in the width direction (y-axis direction) by using a moving mechanism provided between a fixing member and a support member that fixes the displacement measuring device and the position controller.
  • the present step (S2) can be performed simultaneously with the position movement and fixation of the displacement measuring device and the position controller.
  • the displacement measuring device and the position controller whose positions are moved and fixed, can have their respective ends spaced apart from the front outer end of the lower die block by the same distance. That is, the ends of the displacement measuring device and the ends of the position controller can be spaced apart from the end of the shim plate by the same distance. Accordingly, the position controller can be precisely operated according to the offset of the shim plate measured by the displacement measuring device.
  • This step (S3) measures the distance (L 1 ) to the front outer end of the lower die block, taking the position of the movable and fixed displacement measuring device as the zero point, i) then measures the distance (L 2 ) to the end of the shim plate, and iii) calculates their deviation (L 1 -L 2 ) to measure the offset of the shim plate before position adjustment.
  • the offset of the shim plate may indicate a positive (+) value when the shim plate protrudes to the front outer side of the lower die block, and may indicate a negative (-) value when the end of the shim plate is positioned on the inside of the lower die block.
  • the position adjustment method includes a step (S4) of adjusting the position of the shim plate according to the offset value measured using the position adjuster.
  • This step (S4) refers to a step of comparing the offset value of the shim plate measured in the previous step (S3) with the preset position and/or offset of the shim plate, and adjusting the position of the shim plate to satisfy the preset position and/or offset of the shim plate when a deviation exists.
  • the offset of the preset shim plate may be a value recalculated based on the distance (L 1 ) from the zero point of the previously measured displacement measuring device to the front outer end of the lower die block so as to have the same reference as the offset of the shim plate measured in the previous step (S3).
  • this step (S4) can be performed by bringing the end of the position controller into contact with the end of the shim plate and then applying force to the end of the shim plate with the position controller along the longitudinal direction of the lower die block.
  • the force applied to the end of the shim plate by the position controller may have different directionality depending on the preset position and/or offset of the shim plate and the offset of the shim plate measured in the previous step (S3).
  • the force may be a force pulling outwardly of the lower die block when the end position (L pd ) of the preset shim plate, as shown in (b) of FIG. 9, is relatively further outwardly of the lower die block than the end position (L M ) of the shim plate measured in the previous step (S3).
  • the position controller may have a slightly different operating position depending on the end position (L pd ) and/or offset of the preset shim plate and the end position (L M ) and/or offset value of the shim plate measured in the previous step (S3). Accordingly, the position controller may change position before contacting the end of the shim plate.
  • the end of the position adjuster may be adjusted so that the end of the shim plate faces the end of the shim plate as in (a) of FIG. 10, but the lower end of the position adjuster is on the lower die block, and the position in the height direction (z-axis direction) of the lower die block can be adjusted.
  • the position of the lower die block in the height direction (z-axis direction) can be lowered so that the boundary between the shim plate and the lower die block is located at the center of the end of the position adjuster, and then the end of the position adjuster and the end of the shim plate can be brought into contact.
  • the present invention may include a magnetic member at the end of the position controller that comes into contact with the end of the shim plate, and correspondingly, the shim plate may be formed of a material that has ferromagnetism under magnetic field conditions.
  • the position adjustment method includes a step (S5) of assembling the slot die coater by placing and fixing the upper die block on the position-adjusted shim plate.

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Abstract

본 발명은 전극 제조용 슬롯 다이 코터 내에 장착된 심 플레이트의 위치를 조절하기 위한 장치 및 이를 이용한 심 플레이트의 위치 조절 방법에 관한 것이다. 상기 심 위치 조절 장치는 다이 블록에 배치된 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기와 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트의 위치를 조절하는 위치 조절기를 포함하는 심 조절부를 구비하여, 슬롯 다이 코터의 조립 중 심 플레이트의 위치를 마이크로미터 수준으로 정밀하고 쉽게 조절할 수 있으므로 작업성 및 생산성이 우수한 특징을 갖는다. 또한, 본 발명에 따라 심 플레이트의 위치가 조절된 슬롯 다이 코터는 심 플레이트의 옵셋이 정말하게 조절되므로 전극 슬러리의 로딩량 등에 대한 신뢰성이 높은 리튬 이차전지용 전극을 제조할 수 있는 이점이 있다.

Description

슬롯 다이 코터용 심 위치 조절 장치 및 이를 이용한 심의 위치 조절 방법
본 발명은 리튬 이차전지용 전극 제조 시 사용되는 슬롯 다이 코터 내에 장착된 심의 위치를 조절하기 위한 장치 및 이를 이용한 심의 위치 조절 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2024.02.08일자 대한민국 특허출원 제10-2024-0019591호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
최근 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 배터리 팩 또는 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 리튬 이차전지가 널리 적용되고 있다. 특히, 최근에는 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라, 대기 오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석 연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
일반적으로 리튬 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어진 전극 조립체가 리튬 전해질에 함침된 구조를 갖는다. 상기 전극은 전극 집전체에 전극활물질이 포함된 전극 슬러리를 코팅하여 형성되는데, 전극 슬러리를 코팅을 위하여 슬롯 다이 코터(slot die coater) 등의 코팅 장치가 사용된다.
슬롯 다이 코터는 활물질 슬러리를 공급하는 챔버를 형성하고 활물질 슬러리를 토출하는 슬롯의 높이를 설정하는 상부 다이 블록과 하부 다이 블록 및 이들 사이에 배치되어 슬롯의 폭을 설정하는 심 부재를 포함한다. 이때, 슬롯이 위치하는 상부 다이 블록과 하부 다이 블록의 전방 외측을 기준으로 동일면 상에 존재하는 심 부재 단부의 위치를 심 부재의 옵셋이라고 한다. 상기 심 부재의 옵셋은 그 크기에 따라 전극 슬러리 코팅 시 전극 슬러리의 로딩량 등이 달라질 수 있으므로 코팅 공정의 주요한 파라미터로 작용한다.
이에, 슬롯 다이 코터의 조립 시 상부 다이 블록과 하부 다이 블록 사이에 배치된 심 부재의 옵셋을 원하는 값으로 정밀하게 제어하기 위하여 심 부재의 위치를 조절하게 된다. 그러나, 상기 심 부재의 위치는 작업자의 수작업을 통해 조절되는데, 심 부재의 옵셋은 마이크로미터(㎛) 수준으로 제어되므로 정밀한 조절이 어려운 한계가 있다. 또한, 작업자가 심 부재의 위치를 정밀하게 제어하기 위해서는 전자 현미경 등을 통한 심 부재의 옵셋 측정하고, 심 부재의 위치를 옮긴 후 다시 옮겨진 심 부재의 위치를 검증하는 절차를 반복적으로 수행해야 하므로 작업이 번거롭고 상당한 소요 시간이 요구되는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
대한민국 공개특허공보 제10-2023-0078497호
이에, 본 발명의 목적은 리튬 이차전지용 전극 제조에 사용되는 슬롯 다이 코터의 조립 시 심 부재의 위치를 정밀하고 용이하게 조절할 수 있는 심 부재의 위치 조절 장치 및 이를 이용한 심 부재의 위치 조절 방법을 제공하는데 있다.
상술된 문제를 해결하기 위하여,
본 발명은,
슬롯 다이 코터의 상부 다이 블록 및 하부 다이 블록 사이에 배치되어 슬롯을 형성하는 심 플레이트의 위치를 조절하는 장치로서,
지지 부재,
상기 지지 부재의 일측에 지지되고 하부 다이 블록에 부착되는 부착부, 및
상기 부착부가 마련된 지지 부재의 타측에 위치하여 심 플레이트의 위치를 조절하는 심 조절부를 포함하고;
상기 심 조절부는,
슬롯이 위치하는 하부 다이 블록의 전방 외측에서 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기, 및
상기 변위 측정기가 측정한 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향으로 직선 왕복 운동을 수행하여 심 플레이트 위치를 조절하는 위치 조절기를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치를 제공한다.
이때, 상기 변위 측정기 및 위치 조절기는 각각 심 플레이트의 길이 방향에 평행하도록 폭 방향을 따라 나란히 배치될 수 있다.
상기 심 조절부는 상기 변위 측정기 및 상기 위치 조절기가 각각 삽입되는 관통구 및 상기 관통구 상부에 위치하는 절개홈을 포함하는 고정 프레임과; 상기 절개홈에 체결되어 관통구에 삽입된 변위 측정기와 위치 조절기를 고정하는 고정 나사를 포함하는 고정 부재, 및 상기 지지 부재와 상기 고정 부재 사이에 위치하고, 하부 다이 블록의 폭 방향 및 높이 방향 중 어느 한 방향 이상으로 상기 고정 부재의 직선 왕복 운동을 유도하는 이동 기구를 포함할 수 있다.
상기 이동 기구는 2축 스테이지; 또는 서로 수직 방향으로 직선 왕복 운동하도록 조립된 2개의 1축 스테이지일 수 있다.
상기 위치 조절기는 마이크로미터 수준으로 위치를 조절할 수 있는 기구로서, 원주 방향으로 어미자가 마련된 슬리브, 상기 슬리브 상에서 회전하며, 회전 방향으로 아들자가 마련된 심블, 상기 슬리브 내측에 삽입되어 왕복 직선 운동을 수행하는 스핀들, 및 상기 심블 말단에 삽입되어 회전 운동을 통해 상기 스핀들의 직선 운동을 구현하고 심 플레이트 단부에 가해지는 압력을 일정하게 하는 래칫 스톱을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 조절기는 스핀들 말단에 심 플레이트 단부에 힘을 가하는 가압 부재를 포함할 수 있고, 상기 가압 부재는 심 플레이트의 단부와 맞닿는 면은 장축 및 단축을 갖는 장방형상을 가질 수 있다.
상기 위치 조절기는 심 플레이트와 맞닿는 스핀들 말단에 자성 부재가 구비될 수 있다.
상기 변위 측정기는 다이얼 게이지, 와전류 변위 센서, 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서 또는 자기 저항식 변위 센서를 포함할 수 있다.
상기 부착부는 하부 다이 블록의 전방 외측과 대응하는 구조를 갖는 자성 부재를 구비할 수 있다.
나아가, 본 발명은,
상술된 발명에 따른 심 플레이트의 위치 조절 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터의 심 플레이트 위치를 조절하는 방법으로서,
심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측에 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1),
부착된 상기 위치 조절 장치의 변위 측정기 단부를 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2),
위치시킨 상기 변위 측정기를 이용하여 슬롯 다이 코터의 외측 모서리 기준 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 단계(S3),
위치 조절기를 이용하여 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향을 따라 심 플레이트 위치를 조절하는 단계 (S4), 및
위치가 조절된 심 플레이트 상에 상부 다이 블록을 배치 및 고정하여 슬롯 다이 코터를 조립하는 단계(S5)를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 방법을 제공한다.
이때, 위치가 조절된 상기 심 플레이트는 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 단부와 동일 선상에 위치하도록 정렬되거나, 또는 하부 다이 블록의 내측에 위치되도록 조절된 것일 수 있다.
상기 심 플레이트의 위치 조절 방법은 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 단부와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1) 이전에 상기 심 플레이트의 단부가 하부 슬롯 다이의 외측으로 돌출되도록 배치하는 단계(S0)를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 조절 장치의 변위 측정기 단부가 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2)는 심 플레이트 단부과 변위 측정기의 단부가 대향하도록, 하부 다이 블록의 폭 방향 및 높이 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 상기 변위 측정기의 단부 위치를 이동시키는 단계(S2-1); 및 이동시킨 변위 측정기의 위치를 고정시키는 단계(S2-2)를 포함할 수 있다.
상기 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4)는 상기 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시킨 후 심 플레이트의 길이 방향을 따라 위치 조절기로 심 플레이트의 단부에 힘을 가함으로써 수행될 수 있다.
상기 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4)는 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 모서리와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 심 플레이트와 하부 다이 블록의 경계가 위치 조절기의 단부 중심에 위치하도록 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시킬 수 있다.
한편, 상기 위치 조절기는 심 플레이트 단부와 접촉되는 단부에 자성 부재가 구비될 수 있으며, 이 경우, 상기 심 플레이트는 철, 코발트 및 니켈 중 1종 이상을 포함하는 금속 소재로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 슬롯 다이 코터의 심 플레이트 위치 조절 장치는 다이 블록에 배치된 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기와 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트의 위치를 조절하는 위치 조절기를 포함하는 심 조절부를 구비하여, 슬롯 다이 코터의 조립 과정에서 심 플레이트의 위치를 마이크로미터 수준으로 정밀하고 쉽게 조절할 수 있으므로 작업성 및 생산성이 우수한 특징을 갖는다.
또한, 본 발명에 따라 심 플레이트의 위치가 조절된 슬롯 다이 코터는 심 플레이트의 옵셋이 정말하게 조절되므로 전극 슬러리의 로딩량 등에 대한 신뢰성이 높은 리튬 이차전지용 전극을 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 전극 제조용 슬롯 다이 코터의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일반적인 전극 제조용 슬롯 다이 코터의 구조를 나타낸 것으로서, (a)는 측면 단면도이고, (b)는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 심 플레이트 위치 조절 장치가 장착된 슬롯 다이 코터의 구조를 개략적으로 나타낸 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 심 플레이트 위치 조절 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 심 플레이트 위치 조절 장치를 나타낸 상면도로서, (a)는 1축 스테이지가 작동하기 전의 모습이고, (b)는 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)으로 1축 스테이지가 작동한 후의 모습을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 심 플레이트 위치 조절 장치를 나타낸 측면도로서, (a)는 1축 스테이지가 작동하기 전의 모습이고, (b)는 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)으로 1축 스테이지가 작동한 후의 모습을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에서 사용된 위치 조절기를 나타낸 사면도이다.
도 8은 본 발명에 따라 위치가 조절된 심 플레이트의 하부 다이 블록 상 위치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따라 위치 조절기로 심 플레이트의 위치를 조절할 경우 심 플레이트 단부에 가해지는 힘의 방향을 개략적으로 나타낸 이미지로서, (a)는 하부 다이 블록의 내측으로 힘이 가해지는 예시이고, (b)는 하부 다이 블록의 외측으로 힘이 가해지는 예시이다.
도 10은 본 발명에 따라 하부 다이 블록의 외측 단부와 심 플레이트의 단부가 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 심 플레이트 단부 위치별 하부 다이 블록의 높이 방향(z축)으로의 위치 조절기의 위치를 나타낸 이미지이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
심 플레이트의 위치 조절 장치
본 발명은 일실시예에서,
슬롯 다이 코터의 상부 다이 블록 및 하부 다이 블록 사이에 배치되어 슬롯을 형성하는 심 플레이트의 위치를 조절하는 장치로서,
지지 부재,
상기 지지 부재의 일측에 지지되고 하부 다이 블록에 부착되는 부착부, 및
상기 부착부가 마련된 지지 부재의 타측에 위치하여 심 플레이트의 위치를 조절하는 심 조절부를 포함하고;
상기 심 조절부는,
슬롯이 위치하는 하부 다이 블록의 전방 외측에서 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기, 및
상기 변위 측정기가 측정한 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향으로 직선 왕복 운동을 수행하여 심 플레이트 위치를 조절하는 위치 조절기를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 심 플레이트의 위치 조절 장치(이하, "위치 조절 장치"라 함)는 리튬 이차전지의 전극 제조 시 적용되는 슬롯 다이 코터의 조립 과정에서 심 플레이트 위치를 조절하는 장치를 말한다.
도 1 내지 도 3은 각각 리튬 이차전지의 전극 제조 시 적용되는 슬롯 다이 코터(1)를 나타낸 사시도, 측면 단면도 및 정면도이다. 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 슬롯 다이 코터(1)는 상부 다이 블록(10); 상기 상부 다이 블록과 대향되고 전극 슬러리를 수용하는 챔버(31)를 갖는 하부 다이 블록(30); 상기 상부 다이 블록과 하부 다이 블록 사이에 위치하고, 몸체(21)에 챔버(31)와 통하는 중공을 가지며, 상기 중공으로부터 전극 슬러리를 토출시키는 슬롯(22)이 마련된 플레이트 형상의 심(shim) 플레이트(20); 및 조립된 상부 다이 블록(10), 심 플레이트(20) 및 하부 다이 블록(30)를 고정하는 고정 장치(40)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 "상부 다이 블록"과 "하부 다이 블록"은 복수의 다이 블록에서 상대적인 위치 관계를 나타내는 용어이다. 예컨대, 상기 슬롯 다이 코터가 제1 다이 블록, 제1 심 플레이트, 제2 다이 블록, 제2 심 플레이트 및 제3 다이 블록이 순차적으로 배치된 듀얼 슬롯 다이 코터인 경우, 제1 다이 블록은 제2 다이 블록에 대하여 하부 다이 블록일 수 있고, 반대로 제2 다이 블록은 제1 다이 블록에 대하여 상부 다이 블록일 수 있다. 또한, 이 경우 제2 다이 블록은 제3 다이 블록에 대하여 하부 다이 블록일 수 있고, 반대로 제3 다이 블록은 제2 다이 블록에 대하여 상부 다이 블록일 수 있다.
상기 슬롯 다이 코터(1)는 전극 슬러리가 토출되는 슬롯(22)을 마련하기 위하여 상부 다이 블록(10)과 하부 다이 블록(30) 사이에 심 플레이트(20)가 배치된다. 여기서, 도 3에 나타낸 바와 같이 슬롯이 위치하는 상부 다이 블록(10)과 하부 다이 블록(30)의 전방 표면을 기준으로 동일 면 상에 존재하는 심 플레이트(20)의 단부 위치, 보다 구체적으로는 슬롯이 마련된 슬롯 다이 코터의 외측 단부와 심 플레이트(20) 단부의 거리를 심 플레이트의 옵셋(Os)이라고 한다. 상기 심 플레이트(20)의 옵셋(Os)은 그 크기에 따라 전극 슬러리 코팅 시 전극 슬러리의 로딩량 등이 달라질 수 있으므로 코팅 공정의 주요한 파라미터로 작용한다. 따라서, 슬롯 다이 코터(1)의 조립 시 심 플레이트의 옵셋(Os)을 마이크로미터(㎛) 수준으로 정밀하게 조절하는 것이 상당히 중요하다. 그러나, 종래 슬롯 다이 코터의 조립은 작업자의 수작업을 통해 진행되어 정밀한 조절이 어려울 뿐만 아니라 정밀한 옵셋 조절을 위해서는 수차례에 걸쳐 슬롯 다이 코터의 조립과 분해를 수행하여야 하므로 작업성 및 생산성이 현저히 낮은 한계가 있다.
그러나, 본 발명에 따른 위치 조절 장치(100)는 슬롯 다이 코터(1) 조립 시 다이 블록 상에 배치된 심 플레이트(20)의 옵셋을 측정하고, 측정된 옵셋값이 기설정된 위치 및/또는 옵셋을 만족하도록 심 플레이트(20)를 이동시킴으로써 이러한 문제를 극복할 수 있다.
이를 위해, 상기 위치 조절 장치(100)는 슬롯 다이 코터(1)의 조립 과정 중 하부 다이 블록(30)에 심 플레이트(20)가 배치되거나 상부 다이 블록(10)과 하부 다이 블록(30)의 사이에 심 플레이트(20)가 배치되고, 고정되지 않은 상태에서 사용될 수 있다.
또한, 상기 위치 조절 장치(100)는 하부 다이 블록 상에 배치된 심 플레이트(20)의 옵셋 측정과 기설정된 위치 및/또는 옵셋을 만족하도록 심 플레이트(20)의 이동을 위한 수단을 포함한다.
구체적으로, 상기 도 4를 참고하면, 상기 위치 조절 장치(100)는 장치의 기본 골격을 이루고 각 부품을 지지하는 지지 부재(110)를 포함하고, 상기 지지 부재(110)의 일측에 지지되어 심 플레이트가 배치된 다이 블록에 부착되는 부착부(120)와 상기 부착부(120)가 마련된 지지 부재(110)의 타측에 위치하여 심 플레이트의 위치를 조절하는 심 조절부(130)를 포함한다.
이때, 상기 지지 부재(110)는 부착부(120)와 심 조절부(130)를 지지할 수 있는 소재 및 구조라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 부재(110)는 내측에는 부착부(120)가 안착되고 외측에는 심 조절부(130)가 지지되는 "ㄴ"자 형태의 스테인레스 스틸일 수 있다.
또한, 상기 부착부(120)는 심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록에 부착되되, 심 플레이트의 옵셋을 측정하기 위하여 심 플레이트에 의해 슬롯이 마련되는 하부 다이 블록의 전방 외측에 위치할 수 있다.
상기 부착부(120)는 하부 다이 블록에 부착될 수 있는 소재 및 형태라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 부착부(120)는 부착부가 부착될 다이 블록 부위, 구체적으로는 하부 다이 블록의 전방 외측에 대응하는 구조를 갖는 자성 부재를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 부착부(120)는 위치 조절 장치(100)가 하부 다이 블록 표면에 흔들리지 않게 완전히 고정시킬 수 있으므로 심 플레이트의 옵셋 측정 및 이동을 보다 정밀하게 수행할 수 있다. 또한, 상기 부착부(120)가 하부 다이 블록에 부착되는 면의 구조를 심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측면 구조에 대응하게 함으로써 지지 부재(110)를 통해 연결된 심 조절부(130)의 위치 조절이 용이한 이점이 있다.
예컨대, 상기 하부 다이 블록의 외관이 직육면체 블록 형상인 경우 상기 부착부는 직육면체 또는 정육면체 형상의 자성 부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 하부 다이 블록의 외관이 하면(또는 외측 하부면)보다 상면(또는 내측면)의 길이가 긴 테이퍼(taper)진 형상인 경우 상기 부착부는 직육면체 또는 정육면체의 구조를 갖되 하부 다이 블록과 맞닿는 부착면이 부착 시 하부 다이 블록의 전방 외측면이 갖는 경사도와 합이 180°를 이루도록 기울어진 구조의 자성 부재를 구비할 수 있다.
상기 심 조절부(130)는 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기(131)와 상기 변위 측정기가 측정한 옵셋값에 따라 심 플레이트를 이동시키는 위치 조절기(132)를 포함한다.
이때, 상기 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)는 심 플레이트의 옵셋 측정 및 이동을 위하여 각각 심 플레이트가 배치된 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)과 평행하게 위치하되, 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)을 따라 심 플레이트 단부와 대향하도록 나란히 배치될 수 있다.
상기 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)는 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)에 평행하게 위치하여 옵셋 측정 및 이동 시 정밀한 제어가 가능하다. 또한, 상기 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)는 심 플레이트 단부와 대향하도록 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)을 따라 나란히 배치됨으로써 심 플레이트의 옵셋 측정 후 옵셋의 변화없이 즉각적으로 심 플레이트의 이동을 수행할 수 있는 이점이 있다.
상기 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)는 심 플레이트의 옵셋 측정 및 이에 따른 심 플레이트의 이동을 정밀하게 수행하기 위하여 함께 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 심 조절부(130)는 변위 측정기(131)과 위치 조절기(132)를 함께 고정시키기 위하여, 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)가 각각 나란히 삽입되는 관통구(1332)와 상기 관통구 상부에 위치하는 절개홈(미도시)을 포함하는 고정 프레임(1331); 및 상기 절개홈에 체결되어 관통구에 삽입된 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)를 고정하는 고정 나사(1334)를 포함하는 고정 부재(133)를 포함할 수 있다.
상기 고정 부재(133)는 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)를 함께 서로 평행하게 나란히 고정시키는 역할을 수행한다. 이때, 상기 고정 부재(133)는 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)의 각 말단이 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)을 따라 심 플레이트 단부와 동일한 이격 거리를 갖도록 고정할 수 있다. 즉, 상기 고정 부재(133)는 변위 측정기(131)의 말단과 위치 조절기(132)의 말단 위치가 나란 하도록 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 심 조절부(130)는 상기 고정 부재(133)와 지지 부재(110) 사이에 위치하여, 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향) 및 높이 방향(z축 방향) 중 어느 한 방향 이상으로 상기 고정 부재(133)의 직선 왕복 운동을 유도하는 이동 기구를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 이동 기구는 2축 스테이지; 또는 서로 수직 방향으로 직선 왕복 운동하도록 조립된 2개의 1축 스테이지일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 이동 기구는 도 5와 같이 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)으로 이동 가능한 1축 스테이지(134)와 도 6과 같이 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)으로 이동 가능한 1축 스테이지(135)를 포함할 수 있다. 상기 2개의 1축 스테이지들은 서로 수직 방향으로 개별적으로 직선 왕복 운동(Mb-f 및 Mu-d)을 수행할 수 있다.
상기 스테이지들은 미소한 거리를 이동할 수 있는 직선 이동기구로서, 밀리미터(mm) 수준의 거리 또는 마이크로 미터(㎛) 수준의 거리를 이동하는 것이 가능할 수 있다.
각 1축 스테이지(134 및 135)들은 2개의 상부 스테이지(1342a 및 1352a)와 하부 스테이지(1342b 및 1352b)가 결합된 구조를 갖는데, 상기 상부 스테이지(1342a 및 1352a)의 경우 일측으로 실린더 부재(1341 및 1351)가 연결되어 상기 실린더 부재의 운동으로 인한 소정의 스트로크 만큼 하부 스테이지(1342b 및 1352b)가 이동하게 된다. 상기 실린더 부재(1341 및 1351)는 구동부(미도시)에 연결되고, 상기 구동부의 작동에 따라 운동이 가능하다. 또한, 상기 실린더 부재(1341 및 1351)는 예컨대 볼 스크류-볼 너트 결합에 의하여 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계적인 변환 기구(미도시)가 내장될 수 있다. 따라서, 구동부의 회전 운동이 전달되어 상기 실린더 부재(1341 및 1351)의 직선 운동으로 변환될 수 있다. 또한, 그 외의 다른 변환 기구도 상기 1축 스테이지(134 및 135)에 채용될 수 있으며, 그에 관한 구체적인 설명은 생략한다. 상기 1축 스테이지(134 및 135)들은 구동부에 의하여 일정 각도의 회전 운동이 전달되면, 상기 실린더 부재(1341 및 1351)의 전후 이동을 정밀하게 제어할 수 있도록 설정되어 있다. 따라서, 작업자가 조절하기 곤란한 매우 작은 양의 스트로크 만큼(예컨대 수 밀리미터 단위) 상기 실린더 부재(1341 및 1351)를 이동시킬 수 있다.
상기 이동 기구는 지지 부재(110)에 직접 지지되고, 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)가 나란히 고정된 고정 부재(133) 자체를 이동시키되, 상술된 바와 같이 직교되는 2축 방향으로 이동 가능한 구성을 가짐으로써 변위 측정기(131)와 위치 조절기(132)가 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)에 평행하게 유지시키면서 이들의 단부가 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치를 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 상기 이동 기구는 미세한 거리의 조절도 가능하므로 심 플레이트의 옵셋을 측정하기 이전에 변위 측정기의 영점 조정을 정밀하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 변위 측정기(131)는 심 플레이트의 옵셋을 측정할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 변위 측정기(131)는 다이얼 게이지, 와전류 변위 센서, 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서 또는 자기 저항식 변위 센서가 적용될 수 있다. 상기 광학식 변위 센서의 한 예로서, 레이저식 변위 센서가 사용될 수 있다. 레이저식 변위 센서는 레이저를 조사하는 투광기와 그 반사광을 수광하는 수광기를 구비하고 있다. 투광기가 레이저를 코팅 롤의 표면에 조사하고, 그 반사광을 수광함과 동시에 그 반사광의 각도를 카메라로 측정함으로써, 변위 센서로부터 코팅 롤 표면까지의 거리(변위)를 비접촉식으로 측정할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 변위 측정기(131)는 다이얼 게이지일 수 있다. 상기 다이얼 게이지는 적용 시 위치 조절기와의 위치 조절이 용이하므로 측정된 옵셋값에 따른 심 플레이트의 이동을 보다 정밀하게 할 수 있다.
또한, 상기 위치 조절기(132)는 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)으로 심 플레이트 단부를 마이크로미터(㎛) 수준으로 이동 가능한 구조를 가질 수 있다.
하나의 예로서, 상기 위치 조절기(132)는 원주 방향으로 어미자가 마련된 슬리브(sleeve, 1324), 상기 슬리브 상에서 회전하며, 회전 방향으로 아들자가 마련된 심블(thimble, 1323), 상기 슬리브 내측에 삽입되어 왕복 직선 운동을 수행하는 스핀들(spindle, 1322), 및 상기 심블 말단에 삽입되어 회전 운동을 통해 상기 스핀들의 직선 운동을 구현하고 심 플레이트 단부에 가해지는 압력을 일정하게 하는 래칫 스톱(ratchet stop, 1321)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 슬리브(1324)는 내측이 암나사 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 슬리브(1324)는 정밀도가 높은 피치의 작은 수나사 구조를 갖는 스핀들(1322)의 일측에 체결될 수 있다. 또한, 슬리브가 체결된 스핀들(1322)의 타측 외부에는 심블(1323)이 장착되어 상기 슬리브(1324)의 외측 말단 상에 심블(1323)이 중첩되는 구조를 가질 수 있다. 상기 스핀들(1322)은 심블(1323)의 회전에 의해 축 방향으로 직선 운동을 수행할 수 있다.
또한, 상기 슬리브(1324)는 원주 방향으로 밀리미터(mm) 단위의 어미자가 마련되고, 상기 심블(1323)은 원주 방향으로 마이크로미터(㎛) 단위의 아들자가 마련될 수 있다. 따라서, 상기 위치 조절기는 직선 운동 거리를 마이크로미터(㎛) 단위로 조절이 가능할 수 있다.
아울러, 상기 스핀들(1322)은 슬리브 외측면을 관통하는 관통공을 통해 체결된 클램프(미도시)가 표면을 가압함으로써 고정될 수 있다.
나아가, 상기 스핀들(1325)은 심블(1323)의 단부 외측으로 돌출된 래칫 스톱(1321)과 결합될 수 있다. 상기 위치 조절기(132)는 스핀들(1322)을 이용하여 심 플레이트의 단부를 가압함으로써 심 플레이트를 이동시킬 수 있다. 다만, 하부 다이 블록의 구조로 인해 심 플레이트의 이동이 중지될 수 있다. 이 경우, 이동이 중지된 심 플레이트에는 순간적으로 높은 압력이 가해질 수 있는데, 상기 래칫 스톱(1321)은 소정의 압력 이상의 힘이 스핀들에 걸리면 공회전함으로써 심 플레이트 단부를 가해지는 압력이 현저히 증가하지 않게 하는 기능을 수행한다.
아울러, 상기 스핀들(1322)은 심 플레이트 위치 조절 시 심 플레이트 단부와 접촉하여 힘을 가하게 되는데, 이때 심 플레이트 단부에 가해지는 힘의 효율을 높이기 위하여 말단에 가압 부재(1325)를 구비할 수 있다.
상기 가압 부재(1325)는 심 플레이트의 단부를 가압할 수 있는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 가압 시 심 플레이트 단부에 압력이 충분히 가해질 수 있도록 심 플레이트와 동등하거나 유사한 경도를 갖는 소재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 가압 부재(1325)는 심 플레이트 단부에 압력이 효과적으로 가해질 수 있도록 심 플레이트 단부와 맞닿는 면의 형태가 소정의 조건을 만족할 수 있다. 구체적으로, 상기 가압 부재(1325)는 심 플레이트 단부와 맞닿는 면이 장축 및 상기 장축보다 상대적으로 짧은 단축을 갖는 장방형상을 가질 수 있으며, 상기 장방형상의 장축이 심 플레이트의 폭 방향과 일치하도록 스핀들(1322)에 장착될 수 있다.
이때, 상기 가압 부재(1325)는 심 플레이트 단부와 접촉되는 면이 타원형, 직사각형 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있다.
하나의 예로서, 상기 가압 부재(1325)는 도 7에 나타낸 바와 같이 직사각형의 단축면에 반원형이 조합된 장방형상을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 가압 부재(1325)는 심 플레이트의 이동 시 장축이 심 플레이트의 단부와 평행하게 배치될 수 있으며, 이에 따라 심 플레이트 단부와의 접촉 면적이 증가하므로 보다 효율적으로 가압 부재의 힘이 심 플레이트 단부에 가해질 수 있다.
본 발명은 가압 부재(1325)이 심 플레이트 단부와 맞닿는 면의 형상을 상기와 같이 조절함으로써 심 플레이트 단부에 적은 힘을 가하더라도 보다 쉽게 심 플레이트를 이동시킬 수 있다.
나아가, 상기 스핀들(1322)은 심 플레이트와 맞닿는 말단에 자성 부재(미도시)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 자성 부재는 자성을 갖는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니나, 구체적으로는 영구 자석일 수 있다. 또한, 상기 자성 부재는 스핀들(1322) 단부에 구비될 수 있으며, 상기 스핀들(1322) 단부에 가압 부재(1325)가 구비되는 경우에는 가압 부재(1325) 단부에 장착되거나 가압 부재(1325) 자체가 영구 자석으로 이뤄져 자성 부재로서 기능할 수 있다.
본 발명에 따른 위치 조절 장치는 상술된 구성을 가짐으로써 슬롯 다이 코터의 조립 과정에서 심 플레이트의 위치를 마이크로미터 수준으로 정밀하고 쉽게 조절할 수 있으므로 작업성 및 생산성이 우수한 특징을 갖는다.
심 플레이트의 위치 조절 방법
또한, 본 발명은 일실시예에서,
상술된 본 발명에 따른 심 플레이트의 위치 조절 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터의 심 플레이트 위치를 조절하는 방법으로서,
심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측에 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1),
부착된 상기 위치 조절 장치의 변위 측정기 단부를 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2),
위치시킨 상기 변위 측정기를 이용하여 하부 다이 블록의 외측 단부 기준 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 단계(S3),
위치 조절기를 이용하여 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향을 따라 심 플레이트 위치를 조절하는 단계 (S4), 및
위치가 조절된 심 플레이트 상에 상부 다이 블록을 배치 및 고정하여 슬롯 다이 코터를 조립하는 단계(S5)를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 심 플레이트의 위치 조절 방법(이하, "위치 조절 방법"이라 함)은 앞서 설명된 본 발명의 위치 조절 장치 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터 조립 과정에서 다이 블록 상에 배치된 심 플레이트의 위치를 조절하는 방법을 말한다.
상기 위치 조절 방법은 본 발명의 위치 조절 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터를 조립하는 과정에서 보다 정밀하고 쉽게 심 플레이트의 위치를 조절할 수 있으므로 작업성 및 생산성이 우수한 특징을 갖는다.
본 발명에서 심 플레이트는 2가지 형태로 위치가 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 심 플레이트는 단부가 하부 다이 블록의 외측 모서리와 동일 선상에 위치하도록 정렬되거나, 또는 하부 다이 블록의 내측에 위치되도록 조절될 수 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명에 따라 위치가 조절된 심 플레이트는 (a)와 같이 하부 다이 블록의 외측 단부 위치(S)와 심 플레이트 단부 위치(LM)가 동일 선상에 위치할 수 있으며, 이 경우 심 플레이트의 옵셋은 "0"일 수 있다. 또한, 상기 심 플레이트는 (b)와 같이 하부 다이 블록의 내측에 심 플레이트의 단부가 위치(LM)하여 심 플레이트의 옵셋이 하부 다이 블록의 외측 단부(S) 기준 음(-)의 값을 가질 수 있다. 상기 심 플레이트의 옵셋은 전극 슬러리의 도포 시 로딩량 등에 영향을 미치므로 제조하고자 하는 전극의 스펙에 따라 적절히 선택될 수 있다. 전극 스펙에 따라 선택된/기설정된 옵셋(또는 심 플레이트 위치)으로 심 플레이트의 위치를 조절하기 위하여 본 발명의 위치 조절 방법은 각 단계가 소정의 조건을 만족할 수 있다.
이하에서는 이러한 본 발명의 심 플레이트 위치 조절 방법을 각 단계별로 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 위치 조절 방법은 심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측에 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1)를 포함한다.
본 단계(S1)는 상기 위치 조절 장치를 심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측에 부착하여 상기 장치가 흔들리지 않도록 고정시키는 과정을 말한다.
이때, 상기 "하부 다이 블록의 전방 외측"이란 하부 다이 블록에서 심 플레이트에 의해 슬롯이 마련되는 외측면을 의미한다. 구체적으로, 상기 위치 조절 장치가 부착되는 위치는 심 플레이트의 위치를 용이하게 조절하기 위하여 하부 다이 블록에 배치된 심 플레이트의 단부와 인접한 영역, 예컨대 심 플레이트 단부가 위치하는 하부 다이 블록의 전방 외측 상부에 부착될 수 있다.
아울러, 심 플레이트의 옵셋은 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)을 따라 측정된다. 따라서, 본 단계(S1)에서 부착된 위치 조절 장치의 변위 측정기 및 위치 조절기는 심 플레이트의 단부에서 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)으로 소정의 거리(예컨대, 0.1mm~100mm, 0.1mm~50mm 또는 0.1mm~20mm)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
다음으로, 상기 위치 조절 방법은 부착된 위치 조절 장치의 위치 조절기 단부가 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2)를 포함한다.
앞서 하부 다이 블록의 전방 외측에 부착된 위치 조절 장치는 해당 장치 자체가 심 플레이트 단부에 인접하게 배치되나, 해당 장치의 변위 측정기 및 위치 조절기의 위치가 고정되는 것은 아니므로, 심 플레이트의 위치를 마이크로 미터(㎛) 수준으로 정밀하게 이동시키기에는 어려움이 있다. 이에, 본 단계(S2)는 위치 조절 장치에 포함된 이동 기구를 이용하여 위치 조절 장치의 변위 측정기와 위치 조절기의 위치를 조정하고 조정된 위치를 고정하는 과정을 말한다.
구체적으로, 본 단계(S2)는 심 플레이트 단부과 변위 측정기의 단부가 대향하도록 하부 다이 블록의 폭 방향 및 높이 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 상기 변위 측정기의 단부 위치를 이동시키는 단계(S2-1); 및 이동시킨 변위 측정기의 위치를 고정시키는 단계(S2-2)를 포함할 수 있다.
상기 변위 측정기의 단부 위치를 이동시키는 단계(S2-1)는 이전 단계(S1)에서 심 플레이트의 옵셋 측정을 위하여, 위치 조절 장치의 변위 측정기와 위치 조절기 각 단부 위치를 하부 다이 블록의 전방 외측 단부를 기준으로 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)으로 소정의 거리만큼 이격되도록 배치하였으므로, 본 단계(S2)에서는 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)과 높이 방향(z축 방향)으로 변위 측정기와 위치 조절기의 단부 위치를 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 위치 조절 장치는 변위 측정기와 위치 조절기를 고정시키는 고정 부재와 지지 부재 사이에 구비된 이동 기구를 이용하여 변위 측정기와 위치 조절기의 각 단부를 동시에 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)으로 이동시키거나 및/또는 폭 방향(y축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
또한, 이동된 상기 변위 측정기의 위치를 고정시키는 단계(S2-2)는 심 플레이트 단부에 대향되도록 위치 이동된 변위 측정기를 고정하여 심 플레이트의 옵셋 측정 시 영점이 흔들리지 않게 할 수 있다.
나아가, 상기 변위 측정기는 위치 조절 장치의 고정 부재에 의해 위치 조절기와 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)에 평행하도록 하부 다이 블록의 폭 방향(y축 방향)을 따라 함께 나란히 고정되므로, 본 단계(S2)는 변위 측정기의 위치 이동 및 고정과 함께 위치 조절기의 위치 이동 및 고정도 함께 수행될 수 있다. 또한, 위치가 이동되어 고정된 상기 변위 측정기와 위치 조절기는 각 단부가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부에 대하여 동일한 거리로 이격될 수 있다. 즉, 상기 변위 측정기 단부와 상기 위치 조절기의 단부는 심 플레이트 단부로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다. 이에 따라, 상기 변위 측정기에서 측정된 심 플레이트의 옵셋에 맞춰 위치 조절기를 정밀하게 작동시킬 수 있다.
다음으로, 상기 위치 조절 방법은 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 단계(S3)를 포함한다.
본 단계(S3)은 이동 및 고정된 변위 측정기의 위치를 영점으로 하여 i) 먼저 하부 다이 블록의 전방 외측 단부까지의 거리(L1)를 측정하고, ii) 이후 심 플레이트의 단부까지의 거리(L2)를 측정한 다음, iii) 이들의 편차(L1-L2)를 산출하여 위치 조절 전 심 플레이트의 옵셋을 측정할 수 있다. 따라서, 상기 심 플레이트의 옵셋은 심 플레이트가 하부 다이 블록의 전방 외측으로 돌출된 경우 양(+)의 값을 나타내고, 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 내측에 배치되는 경우 음(-)의 값을 나타낼 수 있다.
다음으로, 상기 위치 조절 방법은 상기 위치 조절기를 이용하여 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4)를 포함한다.
본 단계(S4)는 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 옵셋값을 기설정된 심 플레이트의 위치 및/또는 옵셋과 비교하여 편차가 존재할 때 기설정된 심 플레이트의 위치 및/또는 옵셋을 만족하도록 심 플레이트의 위치를 조절하는 단계를 말한다.
여기서, 기설정된 심 플레이트의 옵셋은 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 옵셋과 동일한 기준을 갖도록, 앞서 측정된 변위 측정기의 영점에서 하부 다이 블록의 전방 외측 단부까지의 거리(L1)를 기준으로 재산출된 값일 수 있다.
이를 위하여, 본 단계(S4)는 상기 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시킨 후 하부 다이 블록의 길이 방향을 따라 위치 조절기로 심 플레이트의 단부에 힘을 가함으로써 수행될 수 있다.
이때, 상기 위치 조절기에 의해 심 플레이트의 단부에 가해지는 힘은 기설정된 심 플레이트의 위치 및/또는 옵셋과 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 옵셋에 따라 방향성이 다를 수 있다.
하나의 예로서, 상기 힘은 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(LM)보다 상대적으로 하부 다이 블록의 내측에 존재하는 경우 심 플레이트의 길이 방향(x축 방향)을 따라 하부 다이 블록의 내측으로 미는 힘일 수 있다.
다른 하나의 예로서, 상기 힘은 도 9의 (b)와 같이 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(LM)보다 상대적으로 하부 다이 블록의 외측에 존재하는 경우 하부 다이 불록 외측으로 당기는 힘이 될 수도 있다.
나아가, 상기 위치 조절기는 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd) 및/또는 옵셋과; 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(LM) 및/또는 옵셋값에 따라 작동 위치가 다소 상이할 수 있다. 이에 따라, 상기 위치 조절기는 심 플레이트 단부와 접촉하기 이전에 위치가 변경될 수 있다.
구체적으로, 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S) 기준 내측에 위치하도록 조절하는 경우, 상기 위치 조절기의 단부는 도 9에 나타낸 바와 같이 심 플레이트의 단부와 대향하되, 위치 조절기의 하단이 하부 다이 블록 상에 존재하도록 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)에서의 위치가 조절될 수 있다.
다만, 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S)와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(LM) 및/또는 옵셋값에 따라 위치 조절기 단부의 위치가 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)을 따라 조절될 수 있다.
하나의 예로서, 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S)와 동일 선상에 위치하도록 정렬할 때 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S) 기준 '내측'에 위치한다면, 상기 위치 조절기의 단부는 도 10의 (a)와 같이 심 플레이트의 단부와 대향하되, 위치 조절기의 하단이 하부 다이 블록 상에 존재하도록 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)에서의 위치가 조절될 수 있다.
다른 하나의 예로서, 기설정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S)와 동일 선상에 위치하도록 정렬할 때 이전 단계(S3)에서 측정된 심 플레이트의 단부 위치(Lpd)가 하부 다이 블록의 전방 외측 단부(S) 기준 '외측'에 위치한다면, 심 플레이트와 하부 다이 블록의 경계가 위치 조절기의 단부 중심에 위치하도록 하부 다이 블록의 높이 방향(z축 방향)에서의 위치를 낮춘 다음, 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시킬 수 있다.
심 플레이트 단부(LM)를 하부 다이 블록의 외측 단부(S)와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우 상술된 2가지 예시로 모두 조절 가능하나, 작업의 편의성 측면에서 후자의 경우가 보다 바람직할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 위치 조절 방법은 심 플레이트의 위치를 조절하기 이전에, 구체적으로는 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1) 이전에 상기 심 플레이트의 단부가 하부 슬롯 다이의 외측으로 돌출되도록 배치하는 단계(S0)를 수행할 수 있다.
한편, 본 단계(S4)에서 위치 조절기가 심 플레이트의 단부에 가해지는 힘이 하부 다이 블록의 외측으로 당기는 힘일 경우, 심 플레이트를 기설정된 위치까지 이동시키기 위해서는 힘이 가해질 때 위치 조절기와 심 플레이트의 각 단부가 접촉된 상태가 유지하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명은 심 플레이트 단부와 접촉되는 위치 조절기 단부에 자성 부재를 구비할 수 있으며, 이에 대응하여 자기장 조건에서 강자성을 갖는 물질로 심 플레이트를 구성할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 위치 조절기는 영구 자석이 단부에 장착될 수 있으며, 심 플레이트는 철, 코발트 및 니켈 중 1종 이상을 포함하는 금속 소재(예컨대, 철, 니켈, 코발트, 산화철(Fe2O3, Fe3O4 등), 페라이트 등)로 구성될 수 있다. 본 발명은 위치 조절기 단부에 자성 부재를 구비하고 심 플레이트의 성분을 상술된 바와 같이 조절함으로써 위치 조절기와 심 플레이트 간의 인력을 적절히 구현할 수 있으므로 심 플레이트 단부에 하부 다이 블록의 외측으로 당기는 힘을 가할 때 심 플레이트를 쉽게 이동시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 위치 조절 방법은 위치가 조절된 심 플레이트 상에 상부 다이 블록을 배치 및 고정하여 슬롯 다이 코터를 조립하는 단계(S5)를 포함한다.
본 단계(S5)는 기설정된 위치 또는 옵셋을 갖도록 위치가 조절된 심 플레이트를 하부 다이 블록에 고정시키고, 심 플레이트 상에 상부 다이 블록을 배치 및 고정하여 슬롯 다이 코터의 조립을 완성하는 과정을 말한다.
본 발명에 따른 심 플레이트의 위치 조절 방법은 본 발명의 심 플레이트 위치 조절 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터의 조립 과정에서 심 플레이트의 위치를 마이크로미터(㎛) 수준으로 정밀하게 조절할 수 있으며 작업성 및 생산성이 우수한 특징을 갖는다. 또한, 상기 위치 조절 방법이 적용되어 조립된 슬롯 다이 코터는 심 플레이트의 옵셋이 정말하게 조절되므로 전극 슬러리의 로딩량 등에 대한 신뢰성이 높은 리튬 이차전지용 전극을 제조할 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (17)

  1. 슬롯 다이 코터의 상부 다이 블록 및 하부 다이 블록 사이에 배치되어 슬롯을 형성하는 심 플레이트의 위치를 조절하는 장치로서,
    지지 부재,
    상기 지지 부재의 일측에 지지되고 하부 다이 블록에 부착되는 부착부, 및
    상기 부착부가 마련된 지지 부재의 타측에 위치하여 심 플레이트의 위치를 조절하는 심 조절부를 포함하고;
    상기 심 조절부는,
    슬롯이 위치하는 하부 다이 블록의 전방 외측에서 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 변위 측정기, 및
    상기 변위 측정기가 측정한 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향으로 직선 왕복 운동을 수행하여 심 플레이트 위치를 조절하는 위치 조절기를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위 측정기 및 위치 조절기는 하부 다이 블록의 폭 방향을 따라 나란히 배치되되, 각각 심 플레이트의 길이 방향과 평행하도록 배치되는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심 조절부는,
    상기 변위 측정기 및 상기 위치 조절기가 각각 삽입되는 관통구 및 상기 관통구 상부에 위치하는 절개홈을 포함하는 고정 프레임과; 상기 절개홈에 체결되어 관통구에 삽입된 변위 측정기와 위치 조절기를 고정하는 고정 나사를 포함하는 고정 부재, 및
    상기 지지 부재와 상기 고정 부재 사이에 위치하고, 하부 다이 블록의 폭 방향 및 높이 방향 중 어느 한 방향 이상으로 상기 고정 부재의 직선 왕복 운동을 유도하는 이동 기구를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동 기구는 2축 스테이지; 또는 서로 수직 방향으로 직선 왕복 운동하도록 조립된 2개의 1축 스테이지인 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치 조절기는,
    원주 방향으로 어미자가 마련된 슬리브,
    상기 슬리브 상에서 회전하며, 회전 방향으로 아들자가 마련된 심블,
    상기 슬리브 내측에 삽입되어 왕복 직선 운동을 수행하는 스핀들, 및
    상기 심블 말단에 삽입되어 회전 운동을 통해 상기 스핀들의 직선 운동을 구현하고 심 플레이트 단부에 가해지는 압력을 일정하게 하는 래칫 스톱을 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위치 조절기는 스핀들 말단에 심 플레이트 단부에 힘을 가하는 가압 부재를 포함하고,
    상기 가압 부재는 심 플레이트의 단부와 맞닿는 면이 장축 및 단축을 갖는 장방형상을 갖는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 위치 조절기는 심 플레이트와 맞닿는 스핀들 말단에 자성 부재가 구비된 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 변위 측정기는 다이얼 게이지, 와전류 변위 센서, 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서 또는 자기 저항식 변위 센서를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부착부는 하부 다이 블록의 전방 외측과 대응하는 구조를 갖는 자성 부재를 구비하는 심 플레이트의 위치 조절 장치.
  10. 제1항에 따른 심 플레이트의 위치 조절 장치를 이용하여 슬롯 다이 코터용 심 플레이트 위치를 조절하는 방법으로서,
    심 플레이트가 배치된 하부 다이 블록의 전방 외측에 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1),
    부착된 상기 위치 조절 장치의 변위 측정기 단부를 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2),
    위치시킨 상기 변위 측정기를 이용하여 하부 다이 블록의 외측 단부 기준 심 플레이트의 옵셋을 측정하는 단계(S3),
    위치 조절기를 이용하여 측정된 옵셋값에 따라 심 플레이트의 길이 방향을 따라 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4), 및
    위치가 조절된 심 플레이트 상에 상부 다이 블록을 배치 및 고정하여 슬롯 다이 코터를 조립하는 단계(S5)를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    위치가 조절된 상기 심 플레이트는,
    상기 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 단부와 동일 선상에 위치하도록 정렬되거나, 또는
    상기 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 내측에 위치하도록 조절된 것을 특징으로 하는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 단부와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 상기 심 위치 조절 장치를 부착하는 단계(S1) 이전에 상기 심 플레이트의 단부가 하부 슬롯 다이의 외측으로 돌출되도록 배치하는 단계(S0)를 더 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 위치 조절 장치의 변위 측정기 단부가 심 플레이트 단부와 대향하도록 위치시키는 단계(S2)는,
    심 플레이트 단부과 변위 측정기의 단부가 대향하도록, 하부 다이 블록의 폭 방향 및 높이 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 상기 변위 측정기를 이동시키는 단계(S2-1); 및
    이동 시킨 변위 측정기의 위치를 고정시키는 단계(S2-2)를 포함하는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4)는 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시킨 후, 심 플레이트의 길이 방향을 따라 위치 조절기로 심 플레이트의 단부에 힘을 가함으로써 수행되는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 심 플레이트 위치를 조절하는 단계(S4)는 심 플레이트 단부가 하부 다이 블록의 외측 단부와 동일 선상에 위치하도록 정렬하는 경우, 심 플레이트와 하부 다이 블록의 경계가 위치 조절기의 단부 중심에 위치하도록 위치 조절기의 단부와 심 플레이트의 단부를 접촉시키는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 위치 조절기는 심 플레이트 단부와 접촉되는 단부에 자성 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 심 플레이트의 위치 조절 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 심 플레이트는 철, 코발트 및 니켈 중 1종 이상을 포함하는 금속 소재로 구성된 심 플레이트의 위치 조절 방법.
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