KR100884304B1 - 무장력 롤투롤 장치 및 이를 이용한 재료의 이송방법 - Google Patents

무장력 롤투롤 장치 및 이를 이용한 재료의 이송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤투롤(roll to roll) 장치를 이용하여 수지, 필름, 기판 등 띠 형상의 재료를 이송하는 경우 상기 재료를 무장력(tensionless) 상태로 이송하는 무장력 롤투롤 장치 관한 것이다.
본 발명의 무장력 롤투롤 장치는 띠 형상의 재료가 감겨지고 상기 감겨진 재료를 풀어주는 권출롤; 상기 권출롤에서 풀어진 재료를 롤투롤 방식으로 되감는 권취롤; 및 상기 권출롤 및 권취롤 사이에 배치되어 상기 권출롤에서 풀어진 재료를 컨베이어 벨트 상에서 무장력 상태로 이송시키는 컨베이어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
롤투롤(roll to roll), 무장력(tensionless), 권출롤, 권취롤, 컨베이어

Description

무장력 롤투롤 장치 및 이를 이용한 재료의 이송방법{Tensionless Roll to Roll Apparatus and Method for Transporting a Material using the Same}
도 1은 종래기술에 따른 롤투롤 장치에 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재료의 루프를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법을 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 권출롤 12 : 띠 형상의 재료
13 : 표면처리조 14 : 권취롤
15,16 : 컨베이어 롤러 17 : 컨베이어 벨트
18 : 액체분사수단 20 : 컨베이어 수단
31 : 루프(loop)
본 발명은 롤투롤(roll to roll) 장치에 관한 것으로서, 특히 롤투롤 장치를 이용하여 수지, 필름, 기판 등 띠 형상의 재료를 이송하는 경우 상기 재료를 무장력(tensionless) 상태로 이송하는 무장력 롤투롤 장치 관한 것이다.
롤투롤(roll to roll) 장치는 최근 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)을 비롯한 주요 부품 생산라인에 지속적으로 확산, 도입되고 있는 차세대 장치로서, 전체 부품의 제조원가를 크게 줄일 수 있도록 한다. 국내 부품 업체들은 그동안 동박적층판(FCCL:Flexible Copper Clad Laminate)을 길이에 맞게 자른 다음 가공하는 시트(sheet) 방식을 주로 사용해 왔으나, 최근 들어 FCCL을 재단하지 않고 그대로 회전 롤에 감아 사용하는 롤투롤 장치를 이용한 공법이 새로운 기술표준으로 자리잡아 가고 있다.
예를 들어, 전자 부품 및 부품 내장 기술의 발달 및 전자 제품의 경박단소화로 인해 그 수요가 지속적으로 성장하고 있는 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board:FPCB)의 제조방식에 있어서 전체 공정을 롤투롤 방식으로 제조하도록 함으로써 수율과 생산성을 향상시키고, 아울러 제조 비용을 낮추어 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있게 되었다.
실제로 이러한 롤투롤 공법은 기존의 시트 방식이 지닌 생산량 저하나 가공시간 증가 등의 문제점을 극복하고 PCB 가공 시간 및 인력과 비용을 최대 절반 가까이 줄여주기 때문에 주요 연성기판 업체들은 1990년대 중반부터 롤투롤 장치를 구비한 신규 라인을 구축하거나 설비 교체시 롤투롤 공법을 속속 도입하고 있다.
도 1은 종래의 일반적인 롤투롤 장치에 대한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 롤투롤 장치(10)에서 띠 형상의 재료, 예를 들어 필름(2)이 권출롤(1)에 감겨져 있고 상기 필름(2)이 상기 권출롤(1)에서 풀어져서 표면처리조(3)로 들어가서 표면처리된다. 이어, 상기 표면처리조(3)에서 표면처리된 필름(2)은 후단의 권취롤(4)로 진행되며, 상기 권취롤(4)에서는 상기 표면처리된 필름(2)을 되감는다. 상기 권출롤(1) 및 권취롤(4)을 구동하기 위한 구동모터(미도시)에 의해 구동되며, 이러한 구동시스템에 대해서는 설명을 생략한다.
상기 표면처리조(3)는 상기 필름(2)의 표면에 대하여 각종 표면처리하는 공정이 수행된다. 이러한 표면처리 공정으로는 예를 들어 도금, 에칭, 패턴형성 등의 공정이 될 수 있다. 또한 상기 필름(2)은 예를 들어 연성 인쇄회로기판(FPCB)의 제조시 폴리이미드(polyimide) 수지와 같은 절연성 필름일 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 롤투롤 장치(10)에서는 권취롤(4)에서 필름(2)을 권취하는 경우 상기 필름(4)에는 길이방향으로 장력이 발생하게 되는데, 이러한 장력으로 인해 필름(4)이 늘어나는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같이 상기 필름(2)이 늘어나게 되면 상기 필름(2)에 손상이 발생할 뿐만 아니라, 표면처리 공정에서 표면처리 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 당해 기술분야에서는 롤투롤 방식으로 이송되는 띠 형상의 재료에 장력을 제거하여 무장력 상태로 이송할 수 있는 롤투롤 장치의 필요성이 대두되어 왔다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 롤투롤 장치에서 이송중인 띠 형상의 재료에 발생되는 장력으로 인한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 롤투롤 장치 사이에 제공된 컨베이어 벨트 상에서 재료를 이송함으로써 상기 롤투롤 장치에서 되감기는 필름에 장력을 제거할 수 있는 무장력 롤투롤 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무장력 롤투롤 장치는,
띠 형상의 재료가 감겨지고 상기 감겨진 재료를 풀어주는 권출롤; 상기 권출롤에서 풀어진 재료를 롤투롤 방식으로 되감는 권취롤; 및 상기 권출롤 및 권취롤 사이에 배치되어 상기 권출롤에서 풀어진 재료를 컨베이어 벨트 상에서 무장력 상태로 이송시키는 컨베이어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기한 본 발명의 무장력 롤투롤 장치는 상기 재료와 컨베이어 벨트 간의 접촉을 위하여 접촉용 액체를 분사하는 액체분사수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 재료는 띠 형상의 필름, 강판(strip), 시이트(sheet), 종이(paper) 중 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 권출롤 및 권취롤과 상기 컨베이어 수단 사이에서 상기 재료가 루프(loop)로 각각 제공될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법은,
띠 형상의 재료를 권출롤 및 권취롤로 구성된 롤투롤(roll to roll) 장치에 장착하는 제1단계; 상기 권출롤 및 권취롤 사이에 제공된 컨베이어 수단의 컨베이어 벨트 상에서 상기 권출롤에서 풀려지는 재료를 무장력 상태로 이송하는 제2단계; 및 상기 이송된 재료를 권취롤에서 되감는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2단계 이전에, 상기 재료와 컨베이어 벨트 간의 접촉을 위하여 접촉용 액체를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 그에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치(100)는 상기한 일반적인 롤투롤(roll to roll) 장치의 구성 및 동작을 이용한다. 보다 구체 적으로는 띠 형상의 재료를 롤투롤 방식으로 장착하고, 구동모터(미도시)에 의해 권출롤 및 권취롤을 구동함으로써 권출롤에서 풀어진 재료를 권취롤에서 되감는 방식의 롤투롤 장치를 기본적으로 이용한다. 이하에서 본 발명의 무장력 롤투롤 장치에 대하여 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치(100)는 띠 형상의 재료(12)가 감겨지고 상기 감겨진 재료(12)를 풀어주는 권출롤(11), 상기 권출롤(11)에서 풀어진 재료(12)를 롤투롤 방식으로 되감는 권취롤(14) 및 상기 권출롤(11) 및 권취롤(14) 사이에 배치되어 상기 권출롤(11)에서 풀어진 재료(12)를 컨베이어 벨트(17) 상에서 무장력(tensionless) 상태로 이송시키는 컨베이어(conveyor) 수단(20)을 포함하여 구성된다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무장력 롤투롤 장치(100)에서는 대응되는 권출롤(11) 및 권취롤(14)에 롤루롤 방식으로 구동된다. 상기 권출롤(11)에는 띠 형상의 재료(12)가 감겨져 있으며 상기 권출롤(11)에 감겨진 재료(12)는 상기 권출롤(11)의 회전구동에 따라 상기 권취롤(14) 방향으로 풀려나간다. 이때 상기 권취롤(14)에서는 상기 권출롤(11)에서 풀려나온 재료(12)를 되감는 역할을 수행한다. 상기 권출롤(11) 및 권취롤(14)은 구동모터(미도시)에 의해 회전구동되며 이러한 회전구동 시스템에 해당 기술분야에서 당업자라면 용이하게 구현할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 권출롤(11)에서 풀려나간 재료(12)는 소정의 표면처리조(13)에서 표면처리된 후 상기 권취롤(14)에 권취되는 것이 바람직하다. 상기 표면처리는 예를 들어 도금, 에칭, 패턴형성 등의 공정이 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서 상기 띠 형상의 재료(12)는 수지, 필름, 강판, 시이트, 종이 중 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다. 예를 들어, 연성인쇄회로기판(FPCB)의 제조시 폴리이미드(polyimide) 수지와 같은 절연성 필름일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨베이어(conveyor) 수단(20)은 서로 대응되는 상기 권출롤(11) 및 권취롤(14) 사이에 제공되며, 서로 대응되는 두 롤러(15,16)와 상기 롤러(15,16)에 의해 회전되는 컨베이어 벨트(17)를 포함하여 구성된다. 특히 본 발명의 컨베이어 수단(20)의 경우 상기 컨베이어 벨트(17)는 상기 권출롤(11) 및 권취롤(14) 사이에서 재료(12)에 접촉되도록 배치된다. 보다 바람직하게는 상기 컨베이어 벨트(17) 상에 상기 재료(12)가 무장력 상태로 놓여지게 되고 상기 컨베이어 벨트(17)의 구동에 따라 상기 재료(12)가 상기 컨베이어 벨트(17) 상에서 무장력 상태로 권취롤(14)측 방향으로 이송된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에서 상기 무장력 롤투롤 장치(100)는 상기 재료(12)와 컨베이어 벨트(17) 간의 상호 접촉을 위하여 접촉용 액체(19)를 분사하는 액체분사수단(18)을 더 포함할 수도 있다. 상기 액체분사수단(18)은 상기 컨베이어 벨트(17) 상에 무장력 상태로 놓인 재료(12)와 상기 컨베이어 벨트(17) 간에 밀착력(접촉력)을 높이기 위하여 소정의 액체(19)를 분사한다. 이는 상기 재료(12)가 무장력 상태이기 때문에 상기 컨베이어 벨트(17) 상에서 용이하게 이송되기 위해서는 상기 컨베이어 벨트(17)와 밀착되는 것이 바람직하기 ㄸ때문이다. 여기서 상기 액체(19)는 바람직하게는 표면처리조(13)에서 표면처리시 사용되는 액체와 동일한 액체를 사용한다. 예를 들어, 도금공정시에는 도금액을 분사하고, 에칭공정시에는 에칭액을 분사한다.
이와 같이 상기 재료(12) 및 상기 컨베이어 벨트(17) 사이에 분사된 액체의 표면장력에 의해 상기 재료(12)와 컨베이어 벨트(17) 간에는 접촉력이 향상되어 상기 컨베이어 벨트(17)에 의해 상기 재료(12)가 잘 이송될 수 있도록 한다. 상기 컨베이어 수단(20)의 두 롤러(15,16)도 소정의 구동모터(미도시)에 의해 회전구동하며 이러한 회전구동 시스템에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 재료의 루프를 나타낸 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서 상기 재료(12)가 상기 컨베이어 벨트(17) 상에서 무장력 상태로 이송되기 위해서는 상기 권출롤(11)과 상기 컨베이어 수단(20) 사이와 상기 권취롤(14)과 상기 컨베이어 수단(20) 사이에서 상기 재료(12)는 소정 길이의 루프(loop)(31)를 각각 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 루프의 길이는 상기 컨베이어 벨트(17) 상에서 이송되는 상기 재료(12)가 무장력 상태가 될 정도로 최소한의 길이라면 충분할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법은, 띠 형상의 재료(12)를 권출롤(11) 및 권취롤(14)로 구성된 롤투롤(roll to roll) 장치에 장착한다(S401). 본 발명의 재료 이송방법에 적용되는 롤투롤 장치는 소정의 구동모터(미도시)에 의해 작동되며, 상기 권출롤(11)에 감겨져 있는 재료(12)가 풀려나가서 권취롤(14)에 되감는 방식을 사용한다.
계속하여, 상기 권출롤(11) 및 권취롤(14) 사이에 컨베이어 벨트(17)가 구동되는 컨베이어 수단(20)을 배치하고(S403), 상기 구동되는 컨베이어 벨트(17) 상에 상기 권출롤(11)에서 풀려지는 재료(12)를 놓이도록 한다(S405). 이때 상기 컨베이어 벨트(17) 상에 놓이게 되는 재료(12)는 장력이 발생되지 않은 무장력 상태가 되도록 한다.
이어, 상기 컨베이어 벨트(17)의 구동에 따라서(S407) 상기 권출롤(11)에서 풀려지는 재료(12)가 상기 컨베이어 벨트(17) 상에서 무장력 상태로 권취롤(14)로 이송된다(S409). 계속하여 상기 무장력 상태로 이송된 재료(12)를 권취롤(14)에서 되감는다(S411).
여기서, 본 발명의 다른 실시 예에서는 도 4에는 미도시되었으나, 상기 S405 단계 이전에 상기 재료(12)와 컨베이어 벨트(17) 간의 접촉을 위하여 접촉용 액체를 분사하는 과정을 더 포함할 수도 있다. 이는 상기 컨베이어 벨트(17) 상에 무장력 상태로 놓인 재료(12)와 상기 컨베이어 벨트(17) 간에 접촉력을 높이기 위한 것으로서, 상기 액체는 바람직하게는 상기 표면처리조(13)에서의 표면처리시에 사용되는 액체와 동일한 액체를 이용한다.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무장력 롤투롤 장치에 따르면 무장력으로 필름을 이송할 수 있어 필름의 장력 발생으로 인해 필름이 늘어나는 것 을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 띠 형상의 재료가 감겨지고 상기 감겨진 재료를 풀어주는 권출롤;
    상기 권출롤에서 풀어진 재료를 롤투롤 방식으로 되감는 권취롤;
    상기 권출롤 및 권취롤 사이에 배치되어 상기 권출롤에서 풀어진 재료를 컨베이어 벨트 상에서 무장력 상태로 상기 권취롤 방향으로 이송시키는 컨베이어 수단; 및
    상기 재료와 컨베이어 벨트 간의 접촉을 위하여 접촉용 액체를 분사하는 액체분사수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무장력 롤투롤 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재료는 띠 형상의 수지, 필름, 강판, 시이트, 종이 중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무장력 롤투롤 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 권출롤 및 권취롤과 상기 컨베이어 수단 사이에서 상기 재료가 루프(loop)로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 무장력 롤투롤 장치.
  5. 삭제
  6. 띠 형상의 재료를 권출롤 및 권취롤로 구성된 롤투롤(roll to roll) 장치에 장착하는 제1단계;
    상기 권출롤 및 권취롤 사이에 제공된 컨베이어 수단의 컨베이어 벨트 상에서 상기 권출롤에서 풀려지는 재료를 무장력 상태로 이송하는 제2단계; 및
    상기 이송된 재료를 권취롤에서 되감는 제3단계; 를 포함하되, 상기 제2단계 이전에,
    상기 재료와 컨베이어 벨트 간의 접촉을 위하여 접촉용 액체를 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 재료는 띠 형상의 수지, 필름, 강판, 시이트, 종이 중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무장력 롤투롤 장치를 이용한 재료의 이송방법.
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