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KR101649791B1 - 슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터 - Google Patents

슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터 Download PDF

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KR101649791B1
KR101649791B1 KR1020140089035A KR20140089035A KR101649791B1 KR 101649791 B1 KR101649791 B1 KR 101649791B1 KR 1020140089035 A KR1020140089035 A KR 1020140089035A KR 20140089035 A KR20140089035 A KR 20140089035A KR 101649791 B1 KR101649791 B1 KR 101649791B1
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die coater
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이채규
임예훈
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명에 따른 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 내부에 착탈식으로 설치되고, 전극 슬러리가 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부의 모서리 부분에서 정체되지 않도록 전극 슬러리의 유동을 가이드하는 경사면을 선택적으로 형성시킨다.
본 발명에 따른 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터는, 전극 슬러리를 수용하는 내부 공간을 가지는 몸체와, 몸체에 마련되어 내부 공간으로 전극 슬러리를 공급하는 공급구와, 몸체에 마련되어 내부 공간으로부터 금속 포일을 향해 전극 슬러리를 배출하는 배출구를 구비하는 다이부; 및 내부 공간에 탈착식으로 설치되어, 내부 공간에서 선택적으로 경사면을 형성시키는 슬롯 다이 코터용 가동 부재를 포함하며, 내부 공간은 배출구가 마련되는 제1 측면과, 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 제2 측면으로부터 제1 측면을 향해 연장되는 제3 측면을 가지고, 경사면은 제2 측면으로부터 제3 측면을 향해 경사지게 형성된다.

Description

슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터{MOVABLE MEMBER FOR SLOT DIE COATER AND SLOT DIE COATER FOR PRODUCTION OF ELECTRODES USING THE SAME}
본 발명은 슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 코터 내부의 정체 영역에 대한 부피 비율을 감소시킨 슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터 에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 이러한 이차전지는 하나의 전지 셀이 팩으로 포장된 형태 또는 전지 셀을 수십 개 연결한 팩 형태로 제작되어 휴대폰, 노트북, 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원 등으로 널리 사용되고 있다.
이차전지의 전극은 활물질 및 도전재가 혼합되어 있는 전극 슬러리(slurry)를 금속 포일 위에 도포하고, 고온의 상태로 건조한 뒤 프레싱 과정을 거쳐 제작된다. 전극 생산용 슬롯 다이 코터는 전극 슬러리를 금속 포일 위에 도포하기 위한 장치이다.
슬롯 다이 코터라 함은 유동성을 가지고 있는　액상의 유체(슬러리, 점착제, Hard Coating제, 세라믹 등)를　무맥동 펌프 또는 피스톤 펌프에 의해 상부 및 하부 슬롯 다이 사이로 공급하여, 액 공급 파이프로부터 공급 받은 유체를　원단, 필름, Glass 판, Sheet 등의 피코팅물 진행방향의 폭 방향으로 일정한 두께로　코팅하는 장치를 말한다. 전극 생산용 슬롯 다이 코터는 슬롯 다이 코터를 전극 생산용으로 적용한 것으로서, 이차 전지의 전극을 만들기 위해 공급 유체인 전극 슬러리를 금속 포일 위에 도포하는 장치를 말한다.
공정 조건 및 슬롯 다이의 형상에 따라 전극 슬러리의 폭방향 유량 분포가 달라질 수 있으므로, 균일한 두께의 코팅 층을 얻기 위해서는 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 각 부분 형상을 적절하게 설계할 필요가 있다.
건조 공정에서 소요되는 시간을 단축하고 전극의 생산성 확보를 위해서 전극 슬러리에는 활물질과 도전재가 높은 질량 분율로 혼합되어 있고, 따라서 전극 슬러리는 높은 점도를 갖게 된다. 전극 슬러리를 저장하고 공급하는 혼합 탱크로부터 전극 생산용 슬롯 다이 코터에 이르는 모든 구간에서의 유로 형상에 따라 전극 슬러리는 정체되거나 매우 낮은 유속을 가질 수 있다.
도 1은 종래 기술에 해당하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 일례에 대한 분해 상태를 도시하는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 조립 사시도이다. 다만, 편의상 도 1에서 도시되는 심(shim)을 도 2의 조립도에서는 생략하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 슬롯 다이 코터에는 전극 슬러리를 슬롯 다이 코터로 공급하기 위한 역할을 하는 공급구(110)가 마련되어 있다. 공급구(110)으로부터 공급된 전극 슬러리는 공급구(110)와 통하고 전극 슬러리를 수용하는 내부 공간(140)을 가지는 몸체(130)로 들어간다. 몸체(130)는 상부 다이(131), 하부 다이(133) 및 상부 다이(131)와 하부 다이(133) 사이에 결합되는 심(shim, 132)을 포함한다. 몸체(130)의 내부 공간(140)에서 외부로 전극 슬러리가 배출되기 위해서 배출구(150)가 몸체(130)에 마련된다. 배출구(150)는 전극 슬러리가 금속 포일에 넓게 퍼져 코팅되도록 하기 위하여 얇고 넓은 형상을 하고 있다. 공급구(110)으로부터 공급된 전극 슬러리는 몸체(130)의 내부 공간(140) 내에서 배출구(150)의 폭방향(D1)으로 넓게 펼쳐진 후 배출구(150)를 통해 배출된다. 슬러리는 배출구(150)의 전 영역에서 균일한 속도와 두께로 배출됨이 바람직하다. 슬롯 다이 코터의 다이부(170)는 상기 언급한 공급구(110), 내부 공간(140)을 가지는 몸체(130), 및 배출구(150)를 포함한다.
종래 기술처럼 몸체(130)의 내부 공간(140)을 직육면체 모양으로 할 경우 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부에서 정체가 발생하는 영역의 부피 비율이 상대적으로 크다는 문제가 있다. 배출구(150)의 반대쪽에 형성되는 몸체(130)의 내부 공간(140)의 모서리 부위에서 전극 슬러리의 정체 현상이 쉽게 발생하기 때문이다. 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부에서 정체가 발생할 경우 전극 슬러리에 포함된 활물질이나 도전재 입자가 침전 혹은 축적되어 개별 입자의 크기보다 큰 덩어리를 이루게 된다. 이러한 큰 덩어리가 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부의 유로에 끼이거나 전극 생산용 슬롯 다이 코터 외부로 유출될 경우 코팅 층의 두께가 균일하게 되지 않거나 줄무늬 등의 코팅 불량이 발생 하는 문제점이 생긴다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 코터 내부에서 전극 슬러리의 정체 발생을 억제해 정체로 인한 코팅 불량을 감소시키면서도, 코터 출구에서의 유량 분포를 균일하게 유지시킬 수 있으며, 선택적으로 정체 발생 비율을 조절할 수 있는 슬롯 다이 코터용 가동 부재 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 내부에 착탈식으로 설치되고, 전극 슬러리가 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부의 모서리 부분에서 정체되지 않도록 전극 슬러리의 유동을 가이드하는 경사면을 선택적으로 형성시킨다.
본 발명에 따른 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터는, 전극 슬러리를 수용하는 내부 공간을 가지는 몸체와, 몸체에 마련되어 내부 공간으로 전극 슬러리를 공급하는 공급구와, 몸체에 마련되어 내부 공간으로부터 금속 포일을 향해 전극 슬러리를 배출하는 배출구를 구비하는 다이부; 및 내부 공간에 탈착식으로 설치되어, 내부 공간에서 선택적으로 경사면을 형성시키는 슬롯 다이 코터용 가동 부재를 포함하며, 내부 공간은 배출구가 마련되는 제1 측면과, 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 제2 측면으로부터 제1 측면을 향해 연장되는 제3 측면을 가지고, 경사면은 제2 측면으로부터 제3 측면을 향해 경사지게 형성된다.
본 발명에 따른 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 전극 슬러리의 유동을 가이드하는 경사면을 선택적으로 형성시킴으로써, 코터 내부에서 전극 슬러리의 정체 발생을 억제해 정체로 인한 코팅 불량을 감소시키면서도, 슬롯 다이 코터 출구에서의 유량 분포를 균일하게 유지시킬 수 있으며, 선택적으로 정체 발생 비율을 조절할 수도 있다.
본 발명에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터는 내부에 이동 가능한 경사면을 가지는 경사 구조물인 슬롯 다이 코터용 가동 부재를 설치함으로써 코터 내부에서 전극 슬러리의 정체 발생을 억제해 정체로 인한 코팅 불량을 감소시키면서도, 슬롯 다이 코터 출구에서의 유량 분포를 균일하게 유지시키는 효과가 있으며, 선택적으로 정체 발생 비율을 조절할 수도 있다.
도 1은 종래 기술에 해당하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 일례에 대한 분해 상태를 도시하는 분해 사시도
도 2는 도 1에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 조립 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 분해 사시도
도 4는 도 3의 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 내부에 설치되는 슬롯 다이 코터용 가동 부재만을 도시하는 사시도
도 5는 도 3에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 조립 사시도
도 6은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 평면도
도 7은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 측면도
도 8은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 배면도
도 9는 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터에서의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 경사면을 형성한 경우를 도시하는 도면
도 10은 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 평면도
도 11은 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 측면도
도 12는 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 배면도
도 13은 기둥부재 및 후판부재의 분해 사시도
도 14는 기둥부재와 후판부재의 조립 사시도
도 15는 회전체가 회전공간에 삽입되지 않은 상태에서의 측판부재를 도시하는 사시도
도 16은 회전체를 도시하는 사시도
도 17은 회전체가 회전공간에 삽입된 상태에서의 측판부재를 도시하는 사시도
도 18은 도 17에 도시된 측판부재의 정면도
도 19는 도 17의 A-A 선에 따른 단면도
도 20은 후판부재와 측판부재의 결합 방식을 도시하는 도면
도 21은 case 1의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도
도 22는 도 21에 도시된 형상의 평면도
도 23은 case 1의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상
도 24는 case 2의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도
도 25는 도 24에 도시된 형상의 평면도
도 26은 case 2의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상
도 27은 case 3의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도
도 28은 도 27에 도시된 형상의 평면도
도 29는 case 3의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상
도 30은 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치되지 않은 슬롯 다이 코터의 내부 형상을 도시하고 있는 사시도
도 31은 도 30에 도시된 형상의 평면도
도 32는 case 4의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 내부의 유속 분포 영상
도 33은 case 5의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도
도 34는 도 33에 도시된 형상의 평면도
도 35는 case 5의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상
도 36은 case 1 내지 case 5 각 경우에 있어서 정체 영역 부피의 비율을 나타내는 막대 그래프 도면
도 37은 case 1 내지 case 5 각 경우에 있어서 배출구 중앙으로부터의 폭방향 거리에 따른 출구의 상대적 유량 분포를 나타낸 그래프 도면
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 내부에 설치되는 슬롯 다이 코터용 가동 부재만을 도시하는 사시도이다. 도 5는 도 3에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 조립 사시도이다. 다만, 편의상 도 3에서 도시되는 심(shim)을 도 5의 조립도에서는 생략하였다. 도 6은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 평면도이다. 도 7은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 측면도이다. 도 8은 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 배면도이다.
이하에서는 도3 내지 도 8를 참조하여 본 실시예에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터에는 상기에서 살펴 본 종래 기술과 같이 전극 슬러리를 슬롯 다이 코터로 공급하기 위한 역할을 하는 공급구(210), 공급구(210)에 통하고 전극 슬러리를 수용하는 내부 공간(240)을 가지는 몸체(230), 및 몸체(230)에서 외부의 금속 포일을 향해 전극 슬러리를 배출하기 위한 배출구(250)가 마련되어 있다. 몸체(230)는 상부 다이(231), 심(232), 및 하부 다이(233)를 포함한다. 배출구(250)는 전극 슬러리가 금속 포일에 넓게 퍼져 코팅되도록 하기 위하여 얇고 넓은 형상을 하고 있다. 공급구(210)로부터 공급된 전극 슬러리는 몸체(230)의 내부 공간(240) 내에서 배출구(250)의 폭방향(D1)으로 넓게 펼쳐진 후 배출구(250)를 통해 배출된다. 전극 슬러리는 배출구(250)의 전 영역에서 균일한 속도와 두께로 배출됨이 바람직하다. 슬롯 다이 코터의 다이부(270)는 상기 언급한 공급구(210), 몸체(230), 및 배출구(250)를 포함한다. 본 실시예에 따른 전극 생산용 슬롯 다이 코터는 몸체(230)의 내부 공간(240)에 착탈식으로 설치되어, 내부 공간(240)에서 경사면을 선택적으로 형성시키는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 더 포함한다. 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)는 내부 공간(240) 내에서 전극 슬러리의 유동을 가이드하는 경사면을 포함한다. 경사면은 전극 슬러리가 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부의 모서리 부분에서 정체되지 않도록 전극 슬러리의 유동을 가이드 할 수 있다.
이러한 방식으로, 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)가 더 구비됨으로써 몸체(230)의 내부 공간(240) 내에서 전극 슬러리가 정체되는 영역이 상대적으로 줄어들 수 있다.
도 3 및 도 5 내지 도 7을 참조하면 몸체(230)의 내부 공간(240)은 제1 측면(241), 제2 측면(242), 및 제3 측면(243)을 포함한다. 제1 측면(241)은 몸체(230)의 내부 공간(240)의 면 중에서 배출구(250)가 마련되는 면이다. 즉 배출구(250)가 마련되어 전극 슬러리가 몸체(230)의 내부 공간(240)에서 외부로 빠져나가도록 출구가 형성되어 있는 면이 제1 측면(241)이 된다. 몸체(230)의 내부 공간(240)이 직육면체 형상을 가지고 있지 않아도 제1 측면(241)은 마찬가지 원리로 정할 수 있다. 내부 공간(240)에서 배출구(250)가 연결되어 있는 면이 제1 측면(241)이 된다.
제2 측면(242)은 내부 공간(240)의 면 중에서 제1 측면(241)에 대향하는 면이 제2 측면(242)이다. 즉, 제2 측면(242)은 제1 측면(241)의 반대 편에 위치하는 면이 된다. 도 7에서 보듯이 제2 측면(242)에 공급구(210)가 꼭 연결되어야만 하는 것은 아니다. 공급구(210)는 제2 측면(242)을 정함과 관련이 없다. 제2 측면(242)은 제1 측면(241)과의 관계에서 상대적으로 정해진다.
제3 측면(243)은 제2 측면(242)으로부터 제1 측면(241)을 향해 연장되는 면이다. 내부 공간(240)의 상부 면과 하부 면을 제외한 면 중에서 제3 측면(243)이 정해진다. 내부 공간(240)의 옆 면을 이루는 면을 내부 공간(240)의 측면이라고 한다면, 이 측면 중에서 제3 측면(243)이 정해진다. 제3 측면(243)은 반드시 하나의 면만이 되는 것은 아니다. 2개 이상의 측면이 제3 측면(243)이 될 수 있다.
도 3은 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 몸체(230)의 내부 공간(240)에 설치하는 방법을 도시하고 있다. 몸체(230)를 상부 다이(231)와 하부 다이(233)로 나누어 분리한 후 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 몸체(230)의 내부 공간(240)에 삽입하고 상부 다이(231)와 하부 다이(233)를 결합하는 방법이다. 이 과정에서 손잡이부재(390)는 하부 다이(233)에 형성되어 있는 가이드 홀(294)을 통하여 내부 공간(240)에서 코터 다이의 외부로 빠져 나온다. 또 하부 다이(233)에는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 후판부재(350)의 단부가 삽입되어 움직일 수 있는 공간인 측면 공간(246)이 형성된다.
슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 내부 공간(240) 내에 설치할 수 있다. 반대로 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 내부 공간(240)으로부터 제거해 냄으로써, 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 전극 생산용 슬롯 다이 코터로부터 탈거할 수도 있다.
슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)는 기둥부재(320), 후판부재(350), 측판부재(370) 및 손잡이부재(390)를 포함한다. 기둥부재(320)는 회전 운동 및 직선 운동 등의 움직임이 발생하지 않도록 몸체에 고정된다. 후판부재(350)는 기둥부재(320)를 중심으로 회전할 수 있는 부재이다. 후판부재(350)의 일단은 기둥부재(320)에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 제3 측면(243)을 향해 연장된다.
본 실시예에서는 후판부재(350)는 전면(357)과 후면(358)을 구비하고 있는 평판의 형상을 하고 있다. 그러나, 반드시 평판의 형상을 하고 있어야 하는 것은 아니다. 후판부재(350)가 기둥부재(320)를 중심으로 회전할 때, 후판부재(350)의 전면(357)은 제2 측면(242)에서 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 형성한다. 이때, 전극 슬러리의 유동은 후판부재(350)의 전면(357)에 의하여 가이드될 수 있다.
후판부재(350)는 기둥부재(320)를 중심으로 한 쪽에만 존재할 수 도 있고, 양 쪽으로 존재할 수도 있다. 그에 따라 후판부재(350)의 전면(357)이 형성하는 경사면은 기둥부재(320)를 중심으로 한 쪽에만 존재할 수도 있고, 양쪽으로 존재할 수도 있다. 경사면이 기둥부재(320)를 중심으로 한쪽에만 존재하더라도 내부 공간에서 전극 슬러리 정체 현상을 감소시키는 결과를 얻을 수는 있지만, 경사면이 기둥부재(320) 양쪽에 모두 존재하는 편이 더욱 개선된 결과를 얻을 수 있다.
기둥부재(320)를 공급구(210)의 위치에 맞추어 설치할 수 있다. 그러면 경사면은 공급구(210)를 중심으로 양쪽으로 형성된다. 이 경우는 내부 공간(240)이 대칭적인 형상을 가질 수 있고, 그에 따라 전극 슬러리가 배출구(250)에서 더 균일하게 배출될 수 있으므로 바람직하다.
측판부재(370)는 일단 및 타단을 가지는데, 일단은 후판부재(350)에 회전 가능하게 결합되고 타단은 배출구(250)를 향해(전극 슬러리가 배출되는 배출 방향으로) 연장된다. 측판부재(370)는 제3 측면(243)과 접하도록 위치한다. 그래서 측판부재(370)는 제3 측면(243)을 따라 이동한다. 배출구(250)를 향해 이동하기도 하고 그 반대 방향으로 이동하기도 한다.
측판부재(370)의 이동을 편리하게 하도록 하기 위하여 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)는 손잡이부재(390)를 포함한다. 손잡이부재(390)는 일단이 측판부재(370)에 연결되고, 타단이 제2 측면(242)을 향하는 방향(전극 슬러리 배출 방향의 반대 방향)으로 연장된다. 손잡이부재(390)의 타단은 하부 다이(233)에 형성된 가이드 홀(294)을 통하여 외부까지 연장되는데, 그에 의해서 코터 다이의 외부에서도 내부 공간(240)에 있는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 제어할 수 있다.
손잡이부재(390)는 하부 다이(233)에 형성된 가이드 홀(294)을 통하여 직선운동을 하게 된다. 손잡이부재(390)를 배출구(250)를 향하여 밀면 측판부재(370)도 배출구(250)를 향하여 이동한다. 손잡이부재(390)의 일단이 측판부재(370)에 연결되어 있으므로, 손잡이부재(390)의 이동량과 측판부재(370)의 이동량은 서로 대응한다.
도 9는 도 5에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터에서의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 경사면을 형성한 경우를 도시하는 도면이다. 도 10은 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 평면도이다. 도 11은 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 측면도이다. 도 12는 도 9에서 도시된 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 배면도이다.
도 9 내지 도 12를 도 5 내지 도 8에서 도시된 슬롯 다이 코터와 비교하면, 도 9 내지 도 12에 도시된 슬롯 다이 코터는 손잡이부재를 이용하여 측판부재를 제3 측면을 따라 배출구 쪽으로 더 이동시킨 상태를 도시하고 있다.
측판부재(370)가 배출구(250) 방향으로 이동하면, 측판부재(370)의 일단에 결합하고 있는 후판부재(350)의 타단 역시 배출구(250) 쪽으로 이동하게 된다. 후판부재(350)의 타단이 배출구(250) 방향으로 이동하면 기둥부재(320)가 고정되어 있으므로, 기둥부재(320)를 중심으로 후판부재(350)는 회전하게 된다. 후판부재(350)가 기둥부재(320)를 중심으로 회전하게 되면, 후판부재(350)의 전면(357)은 제2 측면(242)에서 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 형성하게 된다. 이와 같은 원리로 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)는 제2 측면(242)에서 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 형성한다.
슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 후판부재(350)가 제2 측면(242)으로부터 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 형성하는 것은 제2 측면(242)과 제3 측면(243)사이의 모서리에서 발생하는 전극 슬러리의 정체 영역을 감소시키기 위함이다. 경사면을 통해 전극 슬러리가 배출구(250) 측으로 더 용이하게 안내됨으로 인해서 내부 공간(240)의 제2 측면(242)과 제3 측면(243) 사이의 모서리 측에 전극 슬러리가 정체되지 않게 된다.
전극 슬러리가 제2 측면(242)과 제3 측면(243) 사이의 모서리 측에 흘러 들어갈 경우에 이동거리가 길어지고, 후방으로부터 밀려오는 전극 슬러리의 양과 힘이 작기 때문에 전극 슬러리의 정체가 발생하게 된다. 따라서 경사면이 처음부터 제2 측면(242) 과 제3 측면(243) 사이의 모서리로 전극 슬러리가 흘러 들어가지 못하게 막아 줌으로써 정체 영역을 제거하는 원리이다.
이 경우 전극 슬러리가 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)에 형성된 틈새 또는 상부 다이(231)와 심(232)과 하부 다이(233)사이의 결합 부위 틈새로 새지 않도록 하기 위하여, 이러한 틈새들은 밀폐하여 결합되는 것이 바람직하다.
도 13은 기둥부재 및 후판부재의 분해 사시도이다. 도 14는 기둥부재 및 후판부재의 조립 사시도이다. 도 13 및 도 14는 본 실시예에서의 기둥부재 및 후판부재를 좀더 구체적으로 도시하고 있다.
기둥부재(320)는 수 기둥(310) 및 암 기둥(330)을 포함한다. 다시 수 기둥(310)은 헤드(311)와 로드(312)를 포함한다. 본 실시예에서 헤드(311)는 원기둥의 형상을 하고 있으나, 원기둥 형상에 한정되는 것은 아니다. 헤드(311)는 상부 다이(231)에 직접 고정되는 부분이다. 헤드(311)의 하단부로부터 로드(312)가 연장된다. 로드(312)는 원기둥 막대 형상의 부재이다. 로드(312)의 하단부에는 그 외주면으로 나사산(313)이 형성된다. 헤드(311)와 나사산(313)은 각각 로드(312)의 양 단부에 위치한다.
암 기둥(330)은 하부 다이(233)에 직접 고정되는 부분이다. 도 13에서는 원기둥 형상을 하고 있지만, 원기둥 형상에 한정되는 것은 아니다. 암 기둥(330)은 상부면에 결합구멍(331)을 가진다. 결합구멍(331) 내부면에는 로드(312)에 형성된 나사산(313)에 대응하는 나사산이 형성되어 있다. 로드(312)는 결합구멍(331)에 삽입된다. 그리고 로드(312)의 외주면에 형성된 나사산(313)과 결합구멍(331) 내부에 형성된 나사산을 통해 수 기둥(310)과 암 기둥(330)은 나사결합을 할 수 있다.
후판부재(350)는 기둥부재(320)를 향하는 일단에서 연장하는 하나 이상의 돌출블록(351)을 구비한다. 도 13에서 도시되듯이 본 실시예에서는 수 개의 돌출블록(351)이 일정 간격을 두고 배치된다. 기둥부재(320)를 중심으로 후판부재(350)가 좌측 및 우측의 양쪽에 배치되는데, 좌측 후판부재(353)에 형성된 돌출블록(351) 사이에 우측 후판부재(354)에 형성된 돌출블록(351)이 삽입된다. 이것에 의해서 좌측 후판부재(353)와 우측 후판부재(354)가 결합할 수 있다.
후판부재(350)의 돌출블록(351)에는 관통홀(352)이 형성되어 있다. 수 기둥(310)의 로드(312)는 관통홀(352)을 관통한다. 관통홀(352) 내부에는 나사산이 형성되어 있지 않다. 관통홀(352) 내부에 윤활유 등을 바르는 것은 후판부재(350)가 로드(312)를 중심으로 회전 시 더 부드럽게 회전할 수 있으므로 바람직하다.
좌측 후판부재(353)와 우측 후판부재(354)는 돌출블록(351)이 서로 맞물리게 결합한다. 이 경우 관통홀(352)이 서로 통하게 된다. 이후 로드(312)가 관통홀(352)로 삽입되고 로드(312)의 하단부에 암 기둥(330)의 결합구멍(331)이 결합하게 된다. 이러한 방식으로 기둥부재(320)와 후판부재(350)가 회전 가능하게 결합된다. 결합 후 후판부재(350)는 기둥부재(320)를 중심으로 회전할 수 있다.
도 15는 회전체가 회전공간에 삽입되지 않은 상태에서의 측판부재를 도시하는 사시도이다. 편의상 손잡이부재가 측판부재에 부착되어 있다. 도 16은 회전체를 도시하는 사시도이다. 도 17은 회전체가 회전공간에 삽입된 상태에서의 측판부재를 도시하는 사시도이다. 도 18은 도 17에 도시된 측판부재의 정면도이다. 도 19는 도 17의 A-A 선에 따른 단면도이다. 도 15 내지 도 19는 측판부재를 좀더 구체적으로 도시하고 있다.
한편 도 20은 후판부재와 측판부재의 결합 방식을 도시하는 도면이다.
도 15 내지 도 20을 참조하면, 측판부재(370)는 회전공간(373)과 회전체(380)를 포함한다. 회전공간(373)은 측판부재(370) 일단의 내부에 형성된다. 회전공간(373)은 측판부재(370)의 일측면과 타측면에서 측면홀(374)을 통하여 외부와 통한다. 회전공간(373)은 회전체(380)가 삽입되어 회전할 수 있도록 형성된 공간이다. 본 실시예에서는 원기둥 형상으로 회전공간(373)이 형성되어 있지만, 회전공간(373)의 형상이 그에 한정되는 것은 아니다. 회전공간(373)의 상부측과 하부측에는 아래에서 살펴볼 제1 돌기(381) 및 제2 돌기(382)에 각각 대응하는 제1 홈(371) 및 제2 홈(372)이 형성되어 있다.
회전체(380)는 수용체(383), 제1 돌기(381), 및 제2 돌기(382)를 포함한다. 본 실시예에서 수용체(383)는 원기둥 형상으로 형성된다. 수용체(383)에는 삽입홀(384)이 형성되어 있다. 삽입홀(384)은 측판부재(370)의 일측면(377)으로부터 타측면(378)을 향하는 방향으로 형성되어 있다. 회전체(380)가 회전공간(373)에 삽입된 상태에서, 삽입홀(384)에는 기둥부재(320)에서 측판부재(370)를 향하는 방향으로 연장하는 후판부재(350)의 타단이 삽입된다. 수용체(383)의 윗면에는 제1 돌기(381)가 수용체(383)의 아랫면에는 제2 돌기(382)가 형성되어 있다. 제1 돌기(381) 및 제2 돌기(382)는 각각 제1 홈(371) 및 제2 홈(372)에 삽입된다. 회전체(380)는 회전공간(373) 내부에 삽입되어 회전하는데, 이 때, 제1 돌기(381) 및 제2 돌기(382)를 중심으로 회전한다.
회전체(380)가 회전공간(373) 내부에 삽입된 상태는 도 17 내지 도 19에서 도시되고 있다. 회전체(380)가 약간의 유격을 가지고, 제1 돌기(381) 및 제2 돌기(382)를 중심으로 회전공간(373) 내에서 회전할 수 있다.
도 20을 참조하면, 도 20은 본 실시예에서 측판부재와 후판부재가 회전 가능하도록 결합하는 원리를 좀더 상세하게 알 수 있도록 해준다.
후판부재(350)의 일단은 기둥부재(320)에 회전 가능하도록 결합하고, 후판부재(350)의 타단은 측판부재(370)의 회전체(380)에 형성된 삽입홀(384)로 삽입되어 측판부재(370)와 결합한다. 이 과정에서 후판부재(350)의 타단은 측면홀(374) 및 삽입홀(384)을 모두 관통하여 측판부재(370)와 결합한다.
손잡이부재(390)와 평행한 방향으로 측정한 측면홀(374)의 너비가 삽입홀(384)의 너비보다 더 넓어서, 후판부재(350)가 삽입홀(384)에 삽입된 상태에서도 회전체(380)가 회전공간(373) 내에서 회전할 수 있다. 다만, 측면홀(374)의 너비가 후판부재(350)의 회전 각도 범위를 제한 할 수는 있다.
경사면을 만들기 위한 과정은 구체적으로 다음과 같다. 손잡이부재(390)를 이용하여 측판부재(370)를 제3 측면(243)을 따라 배출구(250) 방향(전극 슬러리가 배출되는 배출 방향)으로 이동시키면, 먼저 회전체(380)가 측판부재(370)와 함께 배출구(250) 방향으로 직선이동 한다. 이때, 손잡이부재(390)를 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 외부에서 내부로 삽입시키는 정도에 따라 측판부재(370)가 배출구(250) 방향으로 이동하는 정도를 조절할 수 있다.
회전체(380)의 삽입홀(384)에 후판부재(350)의 타단이 결합되어 있는 상태에서, 회전체(380)는 직선이동을 함과 동시에 제1 돌기(381) 및 제2 돌기(382)를 잇는 축을 중심으로 회전공간(373) 내에서 회전한다. 이 과정에서 측판부재(370)와 후판부재(350) 사이의 각도가 커지고, 삽입홀(384)에 삽입되어 있는 후판부재(350)의 타단이 배출구(250) 방향으로 이동한다. 이 때, 후판부재(350)는 고정되어 있는 기둥부재(320)를 중심으로 회전하게 된다. 그에 따라 후판부재(350)의 전면(357)은 제2 측면(242)에서 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 형성하게 된다. 이와 같은 원리로 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)는 제2 측면(242)에서 제3 측면(243)을 향하는 경사면을 선택적으로 형성시킬 수 있다.
슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 측판부재(370)가 배출구(250) 방향으로 이동하는 정도에 따라 정체 영역의 부피 비율이 줄어드는 정도를 수치적으로 나타낼 수 있다. 몸체(230)의 내부 공간(240)을 배출구(250)의 폭방향(D1)에 수직한 평면으로 자를 때, 후판부재(350)의 전면(357)에서부터 제1 측면(241)사이에 형성되는 단면의 면적을 세로 단면적이라고 할 때, 이 세로 단면적의 비를 기준으로 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면의 이동에 따른 정체영역의 감소 정도를 알아볼 수 있다. 세로 단면적의 비를 기준으로 실시한 실험 결과에 따른 구체적 case 들을 설명한다.
Case 1>
도 21은 case 1의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도이다. 다만, 편의상 측판부재의 두께가 내부 공간의 크기에 비하여 매우 작은 것으로 가정하여 측판부재의 두께에 의한 영향을 무시한 도면이다(이하 같음). 도 22는 도 21에 도시된 형상의 평면도이다.
도 21 내지 도 22을 참조하면, case 1은 도 21에서 도시되는 형상(410)에서 몸체(230)의 내부 공간(240)의 제3 측면(243)에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 A, 몸체(230)의 내부 공간(240)의 중심부에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 B라고 할 때, A가 B의 53.7%인 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 실험 결과이다. 이 때 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면은 제2 측면(242)으로부터 2.8도의 경사를 이룬다. (즉, 도 22의 θ가 2.8도와 같음.)
이 경우, 전극 슬러리의 유속이 0.1 mm/s 이하인 정체 영역의 부피 비율은 9.78%이다(전체 부피 591.4mL, 정체 영역 부피 57.8mL). 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면, 정체 영역의 부피 비율이 11.18% 에서 9.78% 로 정체 영역 부피 비율이 줄어든 것을 볼 수 있다. 도 23은 case 1의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상이다. 정체 영역 및 속도 분포를 색깔로 구별하여 볼 수 있다.
case 1의 경우 슬롯 다이 코터 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 1.90%이다. 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면 출구 유량의 평균 대비 표준 편차가 1.89%에서 1.90%로 거의 비슷한 수치를 갖는다. 이는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하더라도 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 것과 비교하여 배출구(250)에서의 폭방향(D1) 유량 분포가 거의 일정하게 유지된다는 것을 의미한다. 즉, 배출구(250)에서의 유량 분포를 균일하게 유지하면서도 슬롯 다이 코터 몸체(230) 내 정체 영역을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
Case 2>
도 24는 case 2의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도이다. 도 25는 도 24에 도시된 형상의 평면도이다.
도 24 내지 도 25를 참조하면, case 2는 도 23에서 도시되는 형상(420)에서 몸체(230)의 내부 공간(240)의 제3 측면(243)에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 A, 몸체(230)의 내부 공간(240)의 중심부에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 B라고 할 때, A가 B의 38.4%인 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 실험 결과이다. 이 때 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면은 제2 측면(242)으로부터 8.5도의 경사를 이룬다.
이 경우, 전극 슬러리의 유속이 0.1 mm/s 이하인 정체 영역의 부피 비율은 7.48%이다(전체 부피 535.7mL, 정체 영역 부피 40.1mL). 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면, 정체 영역의 부피 비율이 11.18% 에서 7.48% 로 정체 영역 부피 비율이 줄어든 것을 볼 수 있다. 도 26은 case 2의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상이다. 정체 영역 및 속도 분포를 색깔로 구별하여 볼 수 있다.
case 2의 경우 슬롯 다이 코터 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 1.93%이다. 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면 출구 유량의 평균 대비 표준 편차가 1.89%에서 1.93%로 거의 비슷한 수치를 갖는다. 이는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하더라도 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 것과 비교하여 배출구(250)에서의 폭방향(D1) 유량 분포가 거의 일정하게 유지된다는 것을 의미한다. 즉, 배출구(250)에서의 유량 분포를 균일하게 유지하면서도 슬롯 다이 코터 몸체(230) 내 정체 영역을 더욱 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
Case 3>
도 27은 case 3의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도이다. 도 28은 도 27에 도시된 형상의 평면도이다.
도 27 내지 도 28를 참조하면, case 3은 도 27에서 도시되는 형상(430)에서 몸체(230)의 내부 공간(240)의 제3 측면(243)에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 A, 몸체(230)의 내부 공간(240)의 중심부에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 B라고 할 때, A가 B의 23.0%인 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 실험 결과이다. 이 때 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면은 제2 측면(242)으로부터 16.7도의 경사를 이룬다.
이 경우, 전극 슬러리의 유속이 0.1 mm/s 이하인 정체 영역의 부피 비율은 4.81%이다(전체 부피 452.1mL, 정체 영역 부피 21.7mL). 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면, 정체 영역의 부피 비율이 11.18% 에서 4.81% 로 정체 영역 부피 비율이 줄어든 것을 볼 수 있다. 도 29는 case 3의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상이다. 정체 영역 및 속도 분포를 색깔로 구별하여 볼 수 있다.
case 3의 경우 슬롯 다이 코터 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 2.03%이다. 이하에서 설명될 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면 출구 유량의 평균 대비 표준 편차가 1.89%에서 2.03%로 거의 비슷한 수치를 갖는다. 이는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하더라도 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 것과 비교하여 배출구(250)에서의 폭방향(D1) 유량 분포가 거의 일정하게 유지된다는 것을 의미한다. 즉, 배출구(250)에서의 유량 분포를 균일하게 유지하면서도 슬롯 다이 코터 몸체(230) 내 정체 영역을 획기적으로 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
Case 4>
도 30은 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치되지 않은 슬롯 다이 코터의 내부 형상을 도시하고 있는 사시도이다. 도 31은 도 30에 도시된 형상의 평면도이다.
도 30 내지 도 31를 참조하면, case 4는 몸체(230)의 내부 공간(240)에 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 전혀 설치하지 않은 경우의 실험 결과이다. 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 전혀 설치 하지 않았으므로 case 4는 비교예로서의 의미를 지닌다. 본 실험 case 4에서 전극 슬러리의 유속이 0.1 mm/s 이하인 정체 영역의 부피 비율은 11.18%이다(전체 부피 619.3mL, 정체 영역 부피 69.2mL). 도 32는 case 4의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 내부의 유속 분포 영상이다. 정체 영역 및 속도 분포를 색깔로 구별하여 볼 수 있다. 슬롯 다이 코터 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 1.89%이다.
Case 5>
도 33은 case 5의 슬롯 다이 코터용 가동 부재가 설치된 후 슬롯 다이 코터의 내부 형상에서 전극 슬러리가 통과하는 부분만의 형상을 도시하고 있는 사시도이다. 도 34는 도 33에 도시된 형상의 평면도이다.
도 33 내지 도 34을 참조하면, case 5는 도 33에서 도시되는 형상(450)에서 몸체(230)의 내부 공간(240)의 제3 측면(243)에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 A, 몸체(230)의 내부 공간(240)의 중심부에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적을 B라고 할 때, A가 B의 10.7%인 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 실험 결과이다. 이 때 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면은 제2 측면(242)으로부터 21.8도의 경사를 이룬다.
이 경우, 전극 슬러리의 유속이 0.1 mm/s 이하인 정체 영역의 부피 비율은 3.78%이다(전체 부피 396.3mL, 정체 영역 부피 15.0mL). 상기에서 설명된 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면, 정체 영역의 부피 비율이 11.18% 에서 3.78%로 정체 영역 부피 비율이 줄어든 것을 볼 수 있다. 도 35는 case 5의 슬롯 다이 코터 내부 공간에서의 유속 분포 영상이다. 정체 영역 및 속도 분포를 색깔로 구별하여 볼 수 있다.
case 5의 경우 슬롯 다이 코터 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 2.19%이다. 상기에서 설명된 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 비교예인 case 4 경우와 비교하면 출구 유량의 평균 대비 표준 편차가 1.89%에서 2.19%로 변하였다. 이는 출구 중앙 대비 사이드 부분에서의 유량이 허용 기준치 이상 차이가 나는 것이고, 이는 전극 슬러리가 금속 포일에 도포되었을 때 두께의 균일성이 기준치 이하로 저하된다는 것을 의미한다. 결국 case 5의 경우는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 설치로 정체 영역 부피는 감소했으나 유량 편차가 심화되어 코팅 품질이 저하되는 경우이다.
도 36은 case 1 내지 case 5 각 경우에 있어서 정체 영역 부피의 비율을 막대 그래프를 통하여 도시하고 있다. 앞에서 언급한 것과 같이 Case 1에서는 9.78%, Case 2에서는 7.48%, Case 3에서는 4.81%, Case 4에서는 11.18%, case 5에서는 3.78%의 값을 가진다. 비교예인 case 4를 제외하고 case 1에서 case 5로 갈수록 정체 영역이 감소되는 효과가 현저해 지는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 세로 단면적의 비가 작은 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치할 수록 정체 영역의 부피 비율이 줄어드는 것을 알 수 있다. 단면적의 비가 가장 작은 case 5에서 정체 영역의 부피 비율이 가장 많이 줄어든 것을 알 수 있다.
도 37은 case 1 내지 case 5 각 경우에 있어서 배출구 중앙으로부터의 폭방향 거리에 따른 출구의 상대적 유량 분포를 나타낸 그래프이다. 이를 보면, case 1, case 2는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하지 않은 case 4의 유량 분포 그래프와 거의 일치하여 나타난다. 또 단면적의 비율이 23.0%인 case 3의 유량 분포 그래프를 case 4와 비교 해 보면 case 3의 유량 분포 그래프는 case 4의 그래프에서 크게 벗어나지 않고 거의 유사한 그래프 값을 도시하고 있다. 이는 case 1부터 케이스 3의 경우는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치한 경우 설치하기 전과 비교하여 설치한 후에 출구에서의 유량 분포가 크게 변하지 않는다는 사실을, 즉, 코팅 두께의 일정성이 크게 저하되지 않는 다는 것을 의미한다. 그러나 case 5의 경우를 보면 case 4와 비교하여 유량 편차가 크게 나타나고 있음을 알 수 있다. Case 5의 배출구(250)에서 출구 유량의 평균 대비 표준 편차는 2.19%로 출구에서 토출되는 슬러리 유량 편차가 품질 허용 기준치를 넘어서는 값을 갖는다. 따라서 case 5의 경우는 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 설치로 정체 영역 부피는 감소했으나 유량 편차가 심화되어 코팅 품질이 저하되는 경우라고 할 수 있다.
상기의 내용을 종합하여 보면, 내부 공간(240)을 배출구(250)의 폭방향(D1)에 수직한 평면으로 자를 때, 후판부재(350)의 전면(357)에서부터 제1 측면(241)사이에 형성되는 단면의 면적인 세로 단면적에서, 제3 측면에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적이 내부 공간(240)의 중심부에 가장 근접하게 형성되는 세로 단면적의 23.0% ~ 53.7% 가 되도록, 즉, 단면적 A가 단면적 B의 23.0% ~ 53.7% 가 되도록 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부에 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)를 설치하면, 코터 내부에서 전극 슬러리의 정체 발생을 억제해 정체로 인한 코팅 불량을 감소시키면서도, 슬롯 다이 코터 출구에서의 유량 분포를 균일하게 유지시키는 효과가 있다는 것을 알 수 있다.
슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 측판부재(370)가 배출구(250) 방향으로 이동하는 정도에 따라 정체 영역의 부피 비율이 줄어드는 정도를 수치적으로 나타내는 방법으로 각도를 이용한 방법이 있다. 상기 case 1에서 case 5까지의 실험 결과를 종합해 보면, 슬롯 다이 코터용 가동 부재(300)의 경사면이 몸체의 제2 측면(242)으로부터 2.8도 ~ 16.7도의 경사를 이룰 때, 코터 내부에서 전극 슬러리의 정체 영역을 줄여서 정체로 인한 코팅 불량을 감소시키면서도, 슬롯 다이 코터 출구에서의 유량 분포를 균일하게 유지시키는 효과가 있음을 알 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 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
210: 공급구 230: 몸체
231: 상부 다이 232: 심(shim)
233: 하부 다이 240: 내부 공간
241: 제1 측면 242: 제2 측면
243: 제3 측면 246: 측면 공간
250: 배출구 294: 가이드 홀
300: 슬롯 다이 코터용 가동 부재 310: 수 기둥
311: 헤드 312: 로드
320: 기둥부재 330: 암 기둥
331: 결합구멍 350: 후판부재
351: 돌출블록 352: 관통홀
370: 측판부재 373: 회전공간
374: 측면홀 380: 회전체
383: 수용체 384: 삽입홀
390: 손잡이부재

Claims (20)

  1. 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 내부에 착탈식으로 설치되고,
    상기 전극 슬러리가 상기 전극 생산용 슬롯 다이 코터 내부의 모서리 부분에서 정체되지 않도록 상기 전극 슬러리의 유동을 가이드하는 경사면을 선택적으로 형성시키고,
    기둥부재, 및 일단이 상기 기둥부재에 회전 가능하게 결합되는 후판부재를 포함하며,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 회전하여 상기 경사면을 형성하고,
    상기 기둥부재는 헤드와, 상기 헤드보다 좁은 폭으로 상기 헤드로부터 외측으로 연장되는 원기둥 형상의 로드를 구비하는 수 기둥, 및 상기 로드의 말단에 결합되는 암 기둥을 포함하며,
    상기 수 기둥은 상기 로드의 말단 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 암 기둥은 상기 로드의 나사산에 대응되게 내면에 나사산이 형성되는 결합구멍을 가지고,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 향하는 일단에서 연장하는 하나 이상의 돌출블록을 구비하고, 상기 돌출블록은 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터용 가동 부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 좌측과 우측 양쪽에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터용 가동 부재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    일단이 상기 후판부재의 타단에 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 전극 슬러리가 배출되는 배출 방향을 향해 연장되는 측판부재를 더 포함하며,
    상기 측판부재가 상기 배출 방향으로 이동 시 상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 회전하여 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터용 가동 부재.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 측판부재는, 상기 측판부재의 일단 내부에 형성되고, 상기 측판부재의 일측면과 타측면에서 외부와 통하는 회전공간, 및 상기 회전공간에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 측판부재의 일측면으로부터 타측면을 향해 관통되어 상기 후판부재의 타단이 삽입되는 삽입홀을 가지는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터용 가동 부재.
  8. 청구항 6에 있어서,
    일단이 상기 측판부재의 일단에 연결되고, 타단이 상기 배출 방향의 반대 방향으로 상기 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 외부까지 연장되는 손잡이부재를 더 포함하고,
    상기 손잡이부재는 상기 전극 생산용 슬롯 다이 코터의 외부에서 내부로 삽입되는 정도에 따라 상기 측판부재가 상기 배출 방향을 향해 이동하는 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터용 가동 부재.
  9. 전극 슬러리를 금속 포일에 도포하기 위한 전극 생산용 슬롯 다이 코터에 있어서,
    상기 전극 슬러리를 수용하는 내부 공간을 가지는 몸체와, 상기 몸체에 마련되어 상기 내부 공간으로 상기 전극 슬러리를 공급하는 공급구와, 상기 몸체에 마련되어 상기 내부 공간으로부터 상기 금속 포일을 향해 상기 전극 슬러리를 배출하는 배출구를 구비하는 다이부; 및
    상기 내부 공간에 탈착식으로 설치되어, 상기 내부 공간에서 선택적으로 경사면을 형성시키는 슬롯 다이 코터용 가동 부재를 포함하며,
    상기 내부 공간은 상기 배출구가 마련되는 제1 측면과, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면과, 상기 제2 측면으로부터 상기 제1 측면을 향해 연장되는 제3 측면을 가지고, 상기 경사면은 상기 제2 측면으로부터 상기 제3 측면을 향해 경사지게 형성되고,
    상기 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 상기 몸체에 고정되는 기둥부재, 및 일단이 상기 기둥부재에 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 제3 측면을 향해 연장되는 후판부재를 포함하며,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 회전하여 상기 경사면을 형성하고,
    상기 기둥부재는 헤드와, 상기 헤드보다 좁은 폭으로 상기 헤드로부터 외측으로 연장되는 원기둥 형상의 로드를 구비하는 수 기둥, 및 상기 로드의 말단에 결합되는 암 기둥을 포함하며,
    상기 수 기둥은 상기 로드의 말단 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 암 기둥은 상기 로드의 나사산에 대응되게 내면에 나사산이 형성되는 결합구멍을 가지며,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 향하는 일단에서 연장하는 하나 이상의 돌출블록을 구비하고, 상기 돌출블록은 상기 로드가 관통하는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 상기 경사면을 통해 상기 전극 슬러리를 상기 배출구 측으로 안내하여 상기 제2 측면과 상기 제3 측면 사이의 모서리 측에 상기 전극 슬러리가 정체되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 경사면은 상기 공급구를 중심으로 좌측과 우측 양쪽에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 좌측과 우측 양쪽에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 일단이 상기 후판부재의 타단에 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 배출구를 향해 연장되는 측판부재를 더 포함하며,
    상기 측판부재가 상기 제3 측면을 따라 상기 배출구를 향해 이동 시 상기 후판부재는 상기 기둥부재를 중심으로 회전하여 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 측판부재는, 상기 측판부재의 일단 내부에 형성되고, 상기 측판부재의 일측면과 타측면에서 외부와 통하는 회전공간, 및 상기 회전공간에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 측판부재의 일측면으로부터 타측면을 향해 관통되어 상기 후판부재의 타단이 삽입되는 삽입홀을 가지는 회전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 슬롯 다이 코터용 가동 부재는 일단이 상기 측판부재의 일단에 연결되고, 타단이 상기 제2 측면을 향하는 방향으로 상기 다이부의 외부까지 연장되는 손잡이부재를 더 포함하고,
    상기 손잡이부재는 상기 다이부의 외부에서 내부로 삽입되는 정도에 따라 상기 측판부재가 상기 배출구를 향해 이동하는 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  19. 청구항 9에 있어서,
    상기 내부 공간을 상기 배출구의 폭 방향에 수직한 평면으로 자를 때 상기 경사면에서 상기 제1 측면 사이에 형성되는 단면의 면적은, 상기 수직한 평면이 상기 제3 측면에 가장 근접할 때의 면적이, 상기 수직한 평면이 상기 내부 공간의 중심부에 가장 근접할 때의 면적의 23.0% ~ 53.7%가 되는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
  20. 청구항 9에 있어서,
    상기 경사면은 상기 제2 측면으로부터 2.8도 ~ 16.7도의 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 전극 생산용 슬롯 다이 코터.
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