JP2008266016A - 無張力ロール・ツー・ロール装置及びこれを利用した材料の移送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロール・ツー・ロール装置間に提供されるコンベヤーベルト上で材料を移送することによって、ロール・ツー・ロール装置で巻き戻されるフィルムに張力を除去できる無張力ロール・ツー・ロール装置を提供する。
【解決手段】 本発明の無張力ロール・ツー・ロール装置は、巻き取りロール、巻き取りロール及びコンベヤー手段で構成される。巻き取りロールは、帯形状の材料が巻き取られ、巻き取られた材料を巻出し、巻き取りロールは、巻き取りロールから巻出された材料をロール・ツー・ロール方式で巻き戻す。コンベヤー手段は、巻き取りロールと巻き取りロールとの間に配置され、巻き取りロールから巻出された材料をコンベヤーベルト上で無張力状態で移送させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ロール・ツー・ロール（roll-to-roll）装置に関し、特にロール・ツー・ロール装置を用いて樹脂、フィルム、基板など帯形状の材料を移送する場合に、このような材料を無張力（tensionless）状態で移送することができる無張力ロール・ツー・ロール装置に関する。

ロール・ツー・ロール装置は、最近印刷回路基板（ＰＣＢ；Printed Circuit Board）をはじめとする主要部品の生産ラインに持続的に拡散、導入されている次世代装置であって、全体部品の製造コストを大幅低減することができるようにする。該当企業らは、その間銅箔積層板（ＦＣＣＬ；Flexible Copper Clad Laminate）を長さに合うように切断した後に加工するシート（sheet）方式を主に使用してきたが、最近になってＦＣＣＬを裁断せずにそのまま回転ロールに巻いて使用するロール・ツー・ロール装置を利用した工法が新しい技術標準として位置づけられている。

例えば、電子部品及び部品内蔵技術の発達及び電子製品の軽薄短小化に伴って、その需要が持続的に成長している軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ；Flexible ＰＣＢ）の製造方式において全体工程をロール・ツー・ロール方式で製造することによって、収率と生産性を向上させ、且つ製造費用を低減し、製品の競争力を向上させることができるようになった。

実際に、このようなロール・ツー・ロール工法は、既存のシート方式でなく、生産量の低下や加工時間の増加などの問題点を克服し、ＰＣＢ加工時間及び人員と費用を最大半分程度に低減するため、主要な軟性基板製造企業は、１９９０年代中盤からロール・ツー・ロール装置を具備した新規ラインを構築したり、設備交替時にロール・ツー・ロール工法を続々導入している。

図１は、従来の一般的なロール・ツー・ロール装置を示す概略図である。

図１を参照すれば、従来のロール・ツー・ロール装置１０において、帯形状の材料、例えばフィルム２が巻き出しロール１に巻き取られており、フィルム２が巻き取りロール１から巻出されて、表面処理槽３に入って表面処理される。次いで、表面処理槽３で表面処理されたフィルム２は、後段の巻き取りロール４に進行し、巻き取りロール４では、表面処理されたフィルム２を巻き戻す。巻き出しロール１と巻き取りロール４は、駆動モーター（図示せず）により駆動され、このような駆動システムについては説明を省略する。

表面処理槽３は、フィルム２の表面に対して各種表面処理する工程が行われる。このような表面処理工程としては、例えばメッキ、エッチング、パターン形成などの工程が挙げられる。また、フィルム２は、例えば軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ）の製造時、ポリイミド（polyimide）樹脂のような絶縁性フィルムとすることができる。

しかし、このような従来のロール・ツー・ロール装置１０では、巻き取りロール４でフィルム２を巻き取る場合、フィルム４には、長手方向に張力が発生するようになるが、このような張力に起因してフィルム４が伸びる問題点が発生することがある。このようにフィルム２が伸びるようになれば、フィルム２に損傷が発生するだけでなく、表面処理工程で表面処理不良が発生することがある。

したがって、当該技術分野では、ロール・ツー・ロール方式で移送される帯形状の材料に張力を除去して無張力状態で移送できるロール・ツー・ロール装置の必要性が提起されてきた。

本発明は、前述したような従来のロール・ツー・ロール装置において移送中の帯形状の材料に発生する張力に起因した問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、ロール・ツー・ロール装置間に提供されるコンベヤーベルト上で材料を移送することによって、ロール・ツー・ロール装置で巻き戻されるフィルムに張力を除去できる無張力ロール・ツー・ロール装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による無張力ロール・ツー・ロール装置は、帯形状の材料が巻き取られ、前記巻き取られた材料を巻出する巻き出しロールと、前記巻き出しロールから巻出された材料をロール・ツー・ロール方式で巻き戻す巻き取りロールと、前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間に配置され、前記巻き出しロールから巻出された材料をコンベヤーベルト上で無張力状態で前記巻き取りロール方向に移送させるコンベヤー手段と、を含むことを特徴とする。

本発明の実施例において、上記した本発明の無張力ロール・ツー・ロール装置は、前記材料と前記コンベヤーベルト間の接触のために接触用液体を噴射する液体噴射手段をさらに含むことができる。

本発明の実施例において、前記材料は、帯形状の樹脂、フィルム、鋼板、シート、紙の中から選択される少なくとも１つであることが好ましい。

本発明の実施例において、前記巻き出しロール及び前記巻き取りロールと前記コンベヤー手段との間で前記材料がループで各々提供されることができる。

また、上記目的を達成するための本発明による無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法は、帯形状の材料を巻き出しロール及び巻き取りロールで構成されたロール・ツー・ロール装置に装着する第１段階と、前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間に提供されたコンベヤー手段のコンベヤーベルト上で前記巻き出しロールから巻出される材料を無張力状態で移送する第２段階と、前記移送された材料を巻き取りロールで巻き戻す第３段階と、を含むことを特徴とする。

本発明の実施例において、前記第２段階以前に、前記材料と前記コンベヤーベルト間の接触のために接触用液体を噴射する段階をさらに含むことができる。

本発明による無張力ロール・ツー・ロール装置によれば、無張力でフィルムを移送することができるので、フィルムの張力発生に起因してフィルムが伸びることを防止することができる。

以下、本発明の好ましい実施例の詳細な説明を添付の図面を参照して説明する。下記で本発明を説明するにあたって、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすることができると判断される場合には、本発明の要旨を曖昧にしないためにそれに関する詳細な説明を省略する。

図２は、本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置を示す概略図である。

図２を参照すれば、本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置１００は、上記した一般的なロール・ツー・ロール装置の構成及び動作を利用する。より具体的には、帯形状の材料をロール・ツー・ロール方式で装着し、駆動モーター（図示せず）により巻き出しロール及び巻き取りロールを駆動することによって、巻き出しロールから巻出された材料を巻き取りロールで巻き戻す方式のロール・ツー・ロール装置を基本的に利用する。以下、本発明の無張力ロール・ツー・ロール装置について図２を参照して具体的に説明する。

図２に示されたように、本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置１００は、帯形状の材料１２が巻き取られ、巻き取られた材料１２を巻出する巻き出しロール１１と、巻き出しロール１１から巻出された材料１２をロール・ツー・ロール方式で巻き戻す巻き取りロール１４と、巻き出しロール１１と巻き取りロール１４との間に配置され、巻き出しロール１１から巻出された材料１２をコンベヤーベルト１７上で無張力状態で移送させるコンベヤー（conveyor）手段２０とを備えて構成される。

図示のように、本発明の無張力ロール・ツー・ロール装置１００では、対応する巻き出しロール１１及び巻き取りロール１４にロールルーロール方式で駆動される。巻き出しロール１１には、帯形状の材料１２が巻き取られており、巻き出しロール１１に巻き取られた材料１２は、巻き出しロール１１の回転駆動によって巻き取りロール１４方向に巻出されていく。この時、巻き取りロール１４では、巻き出しロール１１から巻出された材料１２を巻き戻す役目を行う。巻き出しロール１１及び巻き取りロール１４は、駆動モーター（図示せず）により回転駆動され、このような回転駆動システムについては、該当技術分野における当業者なら容易に具現できるので具体的な説明は省略する。

巻き出しロール１１から巻出された材料１２は、所定の表面処理槽１３で表面処理された後、巻き取りロール１４に巻き取られることが好ましい。表面処理は、例えばメッキ、エッチング、パターン形成などの工程になることができる。

本発明の好ましい実施例において、帯形状の材料１２は、樹脂、フィルム、鋼板、シート、紙の中から選択される少なくとも１つであることが好ましい。例えば、軟性印刷回路基板の製造時、ポリイミド樹脂のような絶縁性フィルムとすることができる。

図２に示されたように、本発明によるコンベヤー手段２０は、互いに対応する巻き出しロール１１と巻き取りロール１４との間に提供され、互いに対応する２つのローラ１５、１６と、ローラ１５、１６により回転されるコンベヤーベルト１７とを備えて構成される。特に本発明のコンベヤー手段２０の場合、コンベヤーベルト１７は、巻き出しロール１１と巻き取りロール１４との間で材料１２に接触するように配置される。より好ましくは、コンベヤーベルト１７上に材料１２が無張力状態で載置されるようになり、コンベヤーベルト１７の駆動によって材料１２がコンベヤーベルト１７上で無張力状態で巻き取りロール１４側方向に移送される。

図２に示されたように、本発明の他の実施例において、無張力ロール・ツー・ロール装置１００は、材料１２とコンベヤーベルト１７間の相互接触のために接触用液体１９を噴射する液体噴射手段１８をさらに備えることができる。液体噴射手段１８は、コンベヤーベルト１７上に無張力状態で載置された材料１２とコンベヤーベルト１７との間に密着力（接触力）を高めるために所定の液体１９を噴射する。これは、材料１２が無張力状態なので、コンベヤーベルト１７上で容易に移送されるるためには、コンベヤーベルト１７と密着されることが好ましいからである。ここで、液体１９は、好ましくは、表面処理槽１３で表面処理時に使われる液体と同じ液体を使用する。例えば、メッキ工程時には、メッキ液を噴射し、エッチング工程時には、エッチング液を噴射する。

このように材料１２とコンベヤーベルト１７との間に噴射された液体の表面張力により、材料１２とコンベヤーベルト１７との間に接触力が向上し、コンベヤーベルト１７により材料１２がよく移送され得るようにする。コンベヤー手段２０の２つのローラ１５、１６も所定の駆動モーター（図示せず）により回転駆動し、このような回転駆動システムについての詳細な説明は省略する。

図３は、本発明の実施例に係る材料のループを示す概略図である。

図３に示されたように、本発明の実施例において、材料１２がコンベヤーベルト１７上で無張力状態で移送されるためには、巻き出しロール１１とコンベヤー手段２０との間及び巻き取りロール１４とコンベヤー手段２０との間で材料１２が所定長さのループ３１を各々形成することが好ましい。このようなループの長さは、最小限コンベヤーベルト１７上で移送される材料１２が無張力状態になる程度の長さなら充分である。

図４は、本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法を示す流れ図である。

図４を参照すれば、本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法は、帯形状の材料１２を巻き出しロール１１及び巻き取りロール１４で構成されたロール・ツー・ロール装置に装着する（Ｓ４０１）。本発明の材料移送方法に適用されるロール・ツー・ロール装置は、所定の駆動モーター（図示せず）により作動され、巻き出しロール１１に巻かれている材料１２が巻出されて、巻き取りロール１４に巻き戻される方式を使用する。

続いて、巻き出しロール１１と巻き取りロール１４との間にコンベヤーベルト１７が駆動されるコンベヤー手段２０を配置し（Ｓ４０３）、駆動されるコンベヤーベルト１７上に巻き出しロール１１から巻出される材料１２を載置する（Ｓ４０５）。この時、コンベヤーベルト１７上に載置される材料１２は、張力が発生しない無張力状態になるようにする。

次いで、コンベヤーベルト１７の駆動によって（Ｓ４０７）、巻き出しロール１１から巻出される材料１２がコンベヤーベルト１７上で無張力状態で巻き取りロール１４に移送される（Ｓ４０９）。続いて、無張力状態で移送された材料１２を巻き取りロール１４で巻き戻す（Ｓ４１１）。

図４に図示していないが、本発明の他の実施例では、Ｓ４０５段階以前に、材料１２とコンベヤーベルト１７間の接触のために接触用液体を噴射する過程をさらに備えることができる。これは、コンベヤーベルト１７上に無張力状態で載置された材料１２とコンベヤーベルト１７間に接触力を高めるためのものであって、液体は、好ましくは、表面処理槽１３での表面処理時に使われる液体と同じ液体を利用する。

前記図面と発明の詳細な説明は、ただ本発明の例示的なものであり、これは、ただ本発明を説明するための目的で使われたものであって、意味を限定したり、特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、本技術分野における通常の知識を有する者ならこれから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解すべきである。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付の特許請求範囲の技術的思想により定められるべきである。

従来技術に係るロール・ツー・ロール装置を示す概略図である。 本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置を示す概略図である。 本発明の実施例に係る材料のループを示す概略図である。 本発明の実施例に係る無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法を示す流れ図である。

符号の説明

１１ 巻き取りロール
１２ 帯形状の材料
１３ 表面処理槽
１４ 巻き取りロール
１５、１６ コンベヤーローラ
１７ コンベヤーベルト
１８ 液体噴射手段
２０ コンベヤー手段
３１ ループ（loop）

Claims (7)

1. 帯形状の材料が巻き取られ、前記巻き取られた材料を巻出する巻き出しロールと、
   前記巻き出しロールから巻出された材料をロール・ツー・ロール方式で巻き戻す巻き取りロールと、
   前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間に配置され、前記巻き出しロールから巻出された材料をコンベヤーベルト上で無張力状態で前記巻き取りロール方向に移送させるコンベヤー手段と、を含むことを特徴とする無張力ロール・ツー・ロール装置。
2. 前記材料と前記コンベヤーベルト間の接触のために接触用液体を噴射する液体噴射手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無張力ロール・ツー・ロール装置。
3. 前記材料は、帯形状の樹脂、フィルム、鋼板、シート、紙の中から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無張力ロール・ツー・ロール装置。
4. 前記巻き出しロール及び前記巻き取りロールと前記コンベヤー手段との間で前記材料がループで各々形成されることを特徴とする請求項１に記載の無張力ロール・ツー・ロール装置。
5. 帯形状の材料を巻き出しロール及び巻き取りロールで構成されたロール・ツー・ロール装置に装着する第１段階と、
   前記巻き出しロールと前記巻き取りロールとの間に提供されたコンベヤー手段のコンベヤーベルト上で前記巻き出しロールから巻出される材料を無張力状態で移送する第２段階と、
   前記移送された材料を巻き取りロールで巻き戻す第３段階と、を含むことを特徴とする無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法。
6. 前記第２段階以前に、
   前記材料と前記コンベヤーベルト間の接触のために接触用液体を噴射する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法。
7. 前記材料は、帯形状の樹脂、フィルム、鋼板、シート、紙の中から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項５又は６に記載の無張力ロール・ツー・ロール装置を利用した材料の移送方法。

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