KR101097916B1

KR101097916B1 - 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치

Info

Publication number: KR101097916B1
Application number: KR1020090067050A
Authority: KR
Inventors: 이세용
Original assignee: 이세용
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-12-23
Also published as: KR20110009583A

Abstract

본 발명은 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치에 관한 것으로, 본 발명의 필름가공방법의 주요 구성은 적층구조의 필름을 연신하여 각 층의 결정격자가 연신방향과 동일한 방향으로 배열되도록 하는 스트레칭단계; 상기 스트레칭단계에서 연신된 상기 필름을 상기 결정격자 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 절단위치에 투입하는 투입단계; 및 상기 투입단계에서 절단위치로 투입되는 상기 필름을 레이저빔에 의해 상기 결정격자 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 번갈아 절단하는 절단단계;로 이루어지며, 상기 절단단계에서 상기 레이저빔은 레이저 공급원으로부터 출력될 때 상기 필름의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분이 편광조절부에 의해 상기 필름의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각만큼 기울어지도록 되어 있는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 따르면, 레이저빔의 선형 편광성분을 절단 대상물인 필름의 결정격자 배열방향에 대해 소정 각도 회전시킴으로써 절단면의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

레이저빔, 필름, 편광성분, 결정격자

Description

레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치{Film processing method with a laser beam and cutting apparatus used therefor}

본 발명은 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저빔이 갖는 선형 편광성분의 각도를 변경하여 레이저빔에 의해 절단되는 필름의 절단면 거칠기가 향상되도록 한 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저를 이용한 가공장치는 레이저 공급원에서 발생된 레이저 빔을 집광하여 금속재료 등 가공 대상물을 가공하도록 되어 있으며, 특히 필름 등 열에 약하고 정밀 가공이 필요한 필름 등과 같은 재료를 절단하는데 널리 이용된다.

특히, 최근 들어 레이저빔을 이용하여 LCD 편광필름을 절단하는 장치가 속속 개발되고 있는 바, 이 장치는 보호필름, 보호층(TAC), 편광자(PVA), 보호층(TAC), 접착제, 릴리스필름을 조합하여 구성되는 LCD 편광필름을 절단하는 데 널리 사용되는데, 이러한 LCD 편광필름 절단공정은 종전에는 목형 절단방식이 적용되어 왔던 바, 이 방식은 정해진 절단 공간의 틀 안에 다양한 종류의 칼날을 배치하여 이용하는 절단방식으로서, 고속 가공을 할 수 있다는 장점으로 인해 소형 LCD패널을 다량으로 제작하는데 적합한 방식으로 알려져 있다.

그러나, LCD가 점차 대형화되고, 단가 경쟁이 가속화되면서 대형의 목형을 제작하는데 따른 어려움, 고분자 필름의 이종접합구조로 인해 절단면에 버나 크랙이 발생하는 절단면 품질저하, 연삭 및 세정공정 등의 추가로 인한 생산 비용의 증가 등 기계적 가공방식의 한계상황이 나타나고 있었다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 대안으로 비접촉, 클린 가공이 가능한 레이저를 이용하는 LCD 편광필름 커팅 및 슬리팅 장비가 제안된 바 있으나, 이 장비는 고속가공 및 레이저 초점한계에 따른 가공품질의 변화 등의 문제로 인해 절단 품질의 균일성 및 신뢰성을 보장하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 선형 편광성분(P)이 절단 대상물인 필름(110)의 결정격자(L) 배열방향과 직각을 이루는 상태로 상대 이동하는 집광헤드(107)에서 조사되는 레이저빔(B)에 의해 필름(110)을 절단하는 경우, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 절단면의 품질이 불량하게 되는 문제점이 있으며, 이에 따라 필름 절단공정 이후 필름 최외곽층에 붙어 있는 필름 보호층을 제거하기 위해 필름 보호층에 제거용 테입을 부착할 때, 도 3에 나타난 것처럼 필름(110)의 표면이 불균일하여 제거용 테입이 필름(110)에 확실하게 부착되지 않고, 따라서 필름 보호층의 제거가 정확하게 이루어지지 않는 공정 상의 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 레이저빔을 이용한 절단장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 레이저빔의 선형 편광성분을 필름 즉, 절단 대상물의 결정격자 배열방향과 소정 각도로 기울도록 선형 편광성분의 각도를 변경함으로써 필름의 절단면 품질을 향상시키고, 더 나아가 필름의 균일도를 높여 표층에 부착된 보호층 제거 작업이 에러 없이 순조롭게 진행될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 적층구조의 필름을 연신하여 각 층의 결정격자가 연신방향과 동일한 방향으로 배열되도록 하는 스트레칭단계; 상기 스트레칭단계에서 연신된 상기 필름을 상기 결정격자 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 절단위치에 투입하는 투입단계; 및 상기 투입단계에서 절단위치로 투입되는 상기 필름을 레이저빔에 의해 상기 결정격자 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 번갈아 절단하는 절단단계;로 이루어지며, 상기 절단단계에서 상기 레이저빔은 레이저 공급원에서 출력될 때 상기 필름의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분이 편광조절부에 의해 상기 필름의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각만큼 기울어지도록 되어 있는 레이저빔을 이용한 필름가공방법을 제공한다.

또한, 상기 절단단계는, 상기 스트레칭단계에서 연신된 상기 필름을 상기 결정격자 배열방향과 평행한 방향으로 절단하는 슬로팅단계; 및 상기 슬로팅단계에서 절단된 상기 필름을 상기 결정격자 배열방향과 직각인 방향으로 절단하는 커팅단계;로 이루어지며, 상기 편광조절부에 의해 변경되는 상기 편광회전각은 ±30°∼60°범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투입단계에서는 상기 스트레칭단계에서 연신된 상기 필름을 지지프레임 상에 장착된 이송수단을 따라 상기 지지프레임 안으로 이동되도록 투입하고, 상기 절단단계에서는 상기 필름을 상기 지지프레임에 고정된 집광헤드로부터 조사되는 상기 레이저빔에 의해 절단하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 투입단계에서는 상기 스트레칭단계에서 연신된 상기 필름을 지지프레임 안에 절단대기 상태로 투입하고, 상기 절단단계에서는 상기 필름을 상기 지지프레임에 이동 가능하게 장착된 집광헤드로부터 조사되는 상기 레이저빔에 의해 절단하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 외체를 이루며, 내부로 필름을 투입하도록 되어 있는 지지프레임; 상기 지지프레임의 일측에 장착되어 상기 필름의 절단에 사용되는 레이저빔을 발생시키는 레이저빔 공급원; 상기 필름에 인접하도록 상기 지지프레임 상에 설치되어 상기 레이저빔 공급원으로부터 전달되는 레이저빔에 의해 상기 필름을 절단하는 집광헤드; 상기 레이저빔 공급원과 상기 집광헤드 사이에 장착되어 상기 집광헤드와 상대 이동하면서 절단되는 상기 필름의 절단면과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열된 상기 레이저빔의 편광성분이 상기 필름의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각만큼 기울어지도록 하는 편광조절부; 및 상기 레이저빔 공급원과 상기 집광헤드 사이에 장착되어 상기 레이저빔 공급원에서 출력되어 상기 편광조절부 를 거치면서 선형 편광성분이 편광회전각만큼 기운 레이저빔을 상기 집광헤드까지 전달하도록 되어 있는 복수의 레이저빔 전송부;로 이루어지는 레이저빔에 의한 필름가공방법에 사용되는 절단장치를 제공한다.

또한, 상기 편광조절부는, 상기 레이저 공급원에서 출력되는 상기 레이저빔을 상기 레이저빔과 상기 선형 편광성분이 이루는 좌표평면 상에서 편광회전각으로 회전시켜 반사하는 주반사경; 및 상기 주반사경에 의해 상기 편광회전각만큼 회전하여 반사된 상기 레이저빔을 상기 좌표평면에 대해 직각방향으로 반사시키는 보조 반사경;으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치에 의하면, 적층 구조의 편광필름 즉, 절단 대상물을 레이저빔에 의해 절단할 때, 레이저빔의 선형 편광성분을 필름의 결정격자 배열방향에 대해 ±30°∼60°정도, 더욱 바람직하게는 ±45°로 기울도록 각도를 변경함으로써 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이 필름의 절단면 품질을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 바, 특히 편광회전각이 45°인 경우 필름의 결정격자 배열방향이 레이저빔에 의한 절단방향과 직각인지 또는 평행한지를 확인하지 않고도 절단면의 품질을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 절단면 뿐만 아니라 절단면과 인접한 필름 표면층도 도 5에 도시된 바와 같이 균일하게 유지되므로, 특히 적층구조인 필름인 경우 표면층을 이루는 보호막을 떼어내기 위해 보호막 위에 제거용 테입을 부착할 때 보호막과 테입이 밀착되도록 함으로써 절단 이후 보호층 제거공정에서 테입에 의한 보호층 제거가 에러 없 이 원활하게 이루어져 공정 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저빔에 의한 필름가공방법 및 그에 사용되는 절단장치를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 레이저빔에 의한 필름가공방법에 사용되는 절단장치는 도 10 및 도 11에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 지지프레임(3), 레이저빔 공급원(5), 집광헤드(7), 편광조절부(9), 및 레이저빔 전송부(11)로 이루어진다.

여기에서, 상기 지지프레임(3)은 본 발명에 따른 절단장치(1)의 외체를 이루고 있으며, 절단장치(1)에 의해 절단되는 절단 대상물인 예컨대, LCD 편광필름과 같은 필름 (10,10')을 가공하는 전체 공정의 일부분으로서 공정라인 상에 배치된다.

이를 위해, 도 10에 도시된 실시 형태에 있어서는 전체 공정라인을 따라 설치된 컨베이어벨트와 같은 이송수단(13)을 통해 지지프레임(3) 안으로 절단 대상물인 필름(10)을 투입함으로써 지지프레임(3) 상단측에 고정된 집광헤드(7)에서 조사되는 레이저빔(B)에 의해 필름(10)을 절단하도록 되어 있는 반면, 도 11에 도시된 실시 형태에 있어서는 지지프레임(3)의 상단에 설치된 안내레일(17)을 따라 전후방향으로 이동 가능하게 되어 있는 가동판(15)에 집광헤드(7)를 비롯해, 편광조절부(9) 및 레이저빔 전송부(11) 등을 장착함으로써 가동판(15)을 따라 이동하는 집광헤드(7)로부터 조사되는 레이저빔(B)에 의해 필름(10')을 절단하도록 되어 있다.

또한, 상기 레이저빔 공급원(5)은 절단 대상물인 필름(10,10')의 절단에 사 용되는 레이저빔(B)을 발생시켜 집광헤드(7)로 공급하는 부분으로, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 지지프레임(3)의 상단 일측에 장착되는 바, 도 10에 도시된 것처럼 지지프레임(3)의 상판(12) 일측에 움직이지 않게 장착되거나 도 11에 도시된 것처럼 가동판(15)과 함께 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 그 내부 구성은 일반적인 레이저 발생기와 다름없으므로 내부구성과 관련된 상세한 설명은 여기서는 생략한다.

또한, 상기 집광헤드(7)는 레이저빔 공급원(5)에서 전달된 레이저빔(B)을 필름(10,10') 즉, LCD 편광필름과 같은 편광필름에 조사하여 이를 절단하는 수단으로, 도 10, 도 11, 도 12, 도 14, 및 도 15에 도시된 바와 같이 지지프레임(3)의 일측에 장착되어 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 상판(12)의 전방측면에 또는 도 11에 도시된 바와 같이 가동판(15)의 전방측면에 장착되어 필름(10,10')을 절단하도록 되어 있다.

또한, 상기 편광조절부(9)는 레이저빔 공급원(5)에서 출력되는 레이저빔(B)의 선형 편광성분의 각도를 변경하는 부분으로, 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 레이저빔 공급원(5)과 집광헤드(7) 사이에 위치하도록 바람직하게는, 레이저빔 공급원(5)의 출력측에 인접하여 장착되는 바, 레이저빔 공급원(5)에서 출력된 레이저빔(B) 선형 편광성분(P)의 각도를 예컨대 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 수직한 상태에서 수선에 대해 소정의 편광회전각(α)만큼 기울게 한다.

이때, 편광회전각(α)은 집광헤드(7)와 상대 이동하면서 절단되는 필름(10,10')의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열된 레이저빔(B)의 선 형 편광성분(P)이 필름(10,10')의 결정격자(L) 배열방향에 대해 회전하여 기울어지는 각도로서, ±30°∼60° 범위 내에 있는 것이 바람직한 바, 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이,±45°만큼 기울이는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 편광성분을 기울이는 각도에 따라 절단면의 품질이 좌우되는데, 절단면의 품질은 편광회전각(α)이 45°인 경우 도 5에 도시된 바와 같이 최상의 상태가 되고, 30° 또는 60°인 경우에는 도 6에 도시된 것처럼 허용범위 내에 있게 되나, 30° 이하이거나 60° 이상인 경우에는 도 7에 도시된 70°의 경우와 같이 크게 악화되고, 90°인 때 도 3에 도시된 것처럼 최악의 상태가 된다.

한편, 편광조절부(9)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 모듈 형태로 판매되는 기존의 편광조절장치를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 광학계로서 제작하여 사용할 수도 있는데, 이때 편광조절부(9)는 도 12 및 도 13에 도시된 것처럼 주반사경(71)과 보조 반사경(73) 및 이들을 지지하는 지지봉(75)으로 구성되는 바, 상기 주반사경(71)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 레이저빔 공급원(5)의 레이저빔(B) 출구측에 인접 설치되어 레이저빔 공급원(5)에서 출력되는 레이저빔(B)을 편광회전각(α)만큼 회전시켜 반사하는데, 이때, 레이저빔(B)의 회전은 레이저빔(B)과 선형 편광성분(P)이 이루는 좌표평면(C)에서 벗어나지 않도록 좌표평면(C)과 동일한 평명 상에서 이루어져야 한다.

또한, 상기 보조 반사경(73)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 주반사경(71) 주위에 인접 설치되어 주반사경(71)에 의해 소정의 편광회전각(α)으로 반 사된 레이저빔(B)을 좌표평면(C)에 대해 직각방향으로 반사시키도록 좌표평면(C) 상에 배치된다.

한편, 상기 레이저빔 전송부(11)는 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 편광조절부(9)에서 출력되는 즉, 보조 반사경(73)에 반사되어 나오는 편광성분이 기울어진 레이저빔(B)을 집광헤드(7)까지 전달하도록 되어 있는 바, 이를 위해 레이저빔 공급원(5)과 집광헤드(7) 사이에 즉, 편광조절부(9)와 집광헤드(7) 사이에 복수개가 설치된다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저빔에 의한 필름가공방법을 설명한다.

본 발명의 레이저빔에 의한 필름가공방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 크게 스트레칭단계(S10), 투입단계(S20), 및 절단단계(S30)로 이루어지는 바, 절단단계(S30)는 다시 슬로팅단계(S31)와 커팅단계(S32)로 구성된다.

여기에서, 상기 스트레칭 단계(S10)는 도 9에 도시된 바와 같이, 가공 대상물인 필름(10,10')을 한 쪽 방향으로 연신하는 공정으로서, 빛의 편광성분을 이용하여 빛의 흡수 및 분산작용을 조절하여 LCD 패널상에서 한 방향으로 진동하는 빛을 발생시키는 역할을 하도록 되어 있는 LCD 편광필름의 경우 예컨태, 보호필름, 보호층, 편광자, 보호층, 접착제, 릴리스필름의 조합으로 구성된 적층 구조를 가지는 바, 각 층의 결정격자(L)를 한 방향으로 배열되도록 하기 위해 즉, 모든 결정격자(L)들이 동일한 방향성을 갖도록 하기 위해 도 9에 도시된 것처럼 필름(10,10')을 스트레칭한다.

다음으로, 상기 투입단계(S20)는 스트레칭단계(S10)에서 연신된 필름(10,10')을 절단할 수 있는 위치로 투입하는 공정으로서, 도 10에 도시된 것처럼 결정격자(L) 배열방향이 필름(10)의 절단방향과 직각인 상태로 절단위치에 투입되도록 할 수 있을 뿐 아니라, 도 11에 도시된 것처럼 결정격자(L)의 배열방향이 필름(10')의 절단방향과 평행한 상태로 절단위치에 투입되도록 할 수도 있다.

또한, 투입방식도 예컨대 두 가지 방식으로 대별하여 구분할 수 있는데, 이는 필름(10,10')의 절단방식과도 밀접한 관계를 가지는 바, 도 10에 도시된 투입방식은 스트레칭단계(S10)에서 연신된 필름(10)을 레이저빔 절단기(1) 지지프레임(3) 상에 장착된 이송수단(13)을 따라 지지프레임(3) 안으로 이동되도록 하며, 도 11에 도시된 투입방식은 스트레칭단계(S10)에서 연신된 필름(10')을 레이저빔 절단기(1)의 지지프레임(3) 안에 절단대기 상태로 움직이지 않도록 투입한다.

다음에, 상기 절단단계(S30)는 투입단계(S20)에서 절단위치로 투입되는 필름(10,10')을 레이저빔(B)에 의해 절단하는 공정으로서, 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼 필름(10,10')을 결정격자(L) 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 번갈아 절단하는 바, 절단방식 또한 예컨대 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼 두 가지 방식으로 대별되는데, 도 10에 도시된 경우에는 이송수단(13)을 따라 투입되는 필름(10)을 지지프레임(3)에 고정된 집광헤드(7)로부터 조사되는 레이저빔(B)에 의해 절단하도록 되어 있는 반면, 도 11에 도시된 경우에는 지지프레임(3) 내부에 절단대기 상태로 투입된 필름(10')을 지지프레임(3)에 이동 가능하게 장착된 집광헤드(7)로부터 조사되는 레이저빔(B)에 의해 절단하도록 되어 있다.

이때, 레이저 공급원(5)에서 출력될 때 필름(10,10')의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 레이저빔(B)의 선형 편광성분(P)은 편광조절부(9)에 의해 필름(10,10')의 결정격자(L) 배열방향에 대해 편광회전각(α)만큼 회전하여 기울어져 있으므로, 도 12 및 도 13에 도시된 것처럼 레이저 공급원(3)에서 출력된 레이저빔(B)은 레이저빔(B)과 선형 편광성분(P)이 이루는 좌표평면(C) 상에서 주반사경(71)에 의해 예컨대 45°의 편광회전각(α)만큼 회전하여 반사되며, 이렇게 반사된 레이저빔(B)의 선형 편광성분(P)은 수직선에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지는데, 이를 위해 주반사경(71)은 수평선과 편광회전각(α)만큼 경사지게 배치된다.

계속해서, 주반사경(71)에 의해 반사된 레이저빔(B)은 다시 보조 반사경(73)에 의해 반사±±되어 좌표평면(C)에 대해 직각방향으로 꺾이게 되는데, 이에 따라 선형 편광성분(P)은 도 13에 도시된 바와 같이 수직선에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지게 된다.

이렇게 해서 편광성분(P)이 편광회전각(α)으로 기울어진 레이저빔(B)은 도 10 내지 도 13에 도시된 것처럼 하나 이상의 반사경으로 구성된 레이저빔 전송부(11)를 통해 반사되어 집광헤드(7)에 이르게 되며, 집광헤드(7)로부터 필름(10,10')으로 조사될 때 편광성분(P)이 필름(10,10')의 절단방향에 대해 편광회전각(α)만큼 기울게 되고, 따라서 필름(10,10')의 결정격자(L) 배열방향과 ±α만큼 즉, 결정격자(L)가 도 14에 도시된 것처럼 절단방향과 직각으로 배열된 경우에는 +α만큼, 도 15에 도시된 것처럼 절단방향과 평행하게 배열된 경우에는 -α만큼 기울어지게 된다.

따라서, 절단단계(S30)가 슬로팅단계(S31)와 커팅단계(S32)로 이루어진 경우, 상기 슬로팅단계(S31)에서는 스트레칭단계(S10)에서 연신된 필름(10')을 도 11에 도시된 바와 같이, 연신으로 인해 길어진 결정격자(L)의 길이방향 즉, 결정격자(L) 배열방향과 나란한 방향으로 절단하는 반면, 상기 커팅단계(S32)에서는 앞서 슬로팅단계(S31)에서 결정격자(L) 배열방향과 평행하게 절단된 필름(10)을 도 10에 도시된 것처럼, 결정격자(L) 배열방향과 직각인 방향으로 절단하게 된다.

한편, 절단단계(S30)에서 필름(10,10')은 별도로 도시되어 있지 않지만, 커팅단계(S32)가 슬로팅단계(S31)보다 앞서 수행될 수 있는 바, 이 경우에는 커팅단계(S32)에서 스트레칭단계(S10)에서 연신된 필름(10,10')을 결정격자(L) 배열방향과 직각 방향으로 먼저 절단하고, 절단된 필름(10,10')을 뒤이은 슬로팅단계(S31)에서 결정격자(L) 배열방향과 평행한 방향으로 절단하면 된다.

도 1은 종래의 레이저 절단장치에서 조사되는 레이저빔에 의해 필름이 절단되는 상태를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 레이저 절단장치에서 조사되는 레이저빔에 의해 결정격자의 배열방향이 레이저빔의 편광성분과 직각을 이루는 상태로 절단된 필름의 절단면을 나타낸 평면사진.

도 3은 도 2에 나타낸 필름의 절단면을 확대하여 보인 단면사진.

도 4는 본 발명에 따른 절단장치에서 조사되는 편광성분이 45° 기울어진 레이저빔에 의해 절단한 필름의 절단면을 나타낸 평면사진.

도 5는 도 4에 나타낸 필름의 절단면을 확대하여 보인 단면사진.

도 6은 본 발명에 따른 절단장치에서 조사되는 편광성분이 60° 기울어진 레이저빔에 의해 절단한 필름의 절단면을 나타낸 평면사진.

도 7은 본 발명에 따른 절단장치에서 조사되는 편광성분이 70° 기울어진 레이저빔에 의해 절단한 필름의 절단면을 나타낸 평면사진.

도 8은 본 발명에 따른 레이저빔을 이용한 필름가공방법을 순차적으로 도시한 블록도.

도 9는 도 8에 도시된 스트레칭단계를 개략적으로 도시한 사시도.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔을 이용한 절단장치의 개략 사시도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저빔을 이용한 절단장치의 개략 사시도.

도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 편광조절부를 상세 도시한 부분 상세 사시도.

도 13은 도 12에 도시된 편광조절부와 레이저빔의 상관관계를 상세 도시한 사시도.

도 14 및 도 15는 도 10 및 도 11에 도시된 집광헤드와 필름 및 레이저빔의 선형 편광성분을 확대 도시한 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 절단장치 3 : 지지프레임

5 : 레이저빔 공급원 7 : 집광헤드

9 : 편광조절부 10, 10' : 필름

11 : 레이저빔 전송부 13 : 이송수단

15 : 가동판 17 : 안내레일

L : 결정격자 B : 레이저빔

P : 선형 편광성분

Claims

적층구조의 필름(10,10')을 연신하여 각 층의 결정격자(L)가 연신방향과 동일한 방향으로 배열되도록 하는 스트레칭단계(S10);

상기 스트레칭단계(S10)에서 연신된 상기 필름(10,10')을 상기 결정격자(L) 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 절단위치에 투입하는 투입단계(S20); 및

상기 투입단계(S20)에서 절단위치로 투입되는 상기 필름(10,10')을 레이저빔(B)에 의해 상기 결정격자(L) 배열방향과 평행 또는 직각인 방향으로 번갈아 절단하는 절단단계(S30);로 이루어지며,

상기 절단단계(S30)에서 상기 레이저빔(B)은 레이저 공급원(5)으로부터 출력될 때 상기 필름(10,10')의 절단방향과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열되는 선형 편광성분(P)이 편광조절부(9)에 의해 상기 필름(10,10')의 결정격자(L) 배열방향에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 필름가공방법.
제1 항에 있어서,

상기 절단단계(S30)는,

상기 스트레칭단계(S10)에서 연신된 상기 필름(10,10')을 상기 결정격자(L) 배열방향과 평행한 방향으로 절단하는 슬로팅단계(S31); 및

상기 슬로팅단계(S31)에서 절단된 상기 필름(10,10')을 상기 결정격자(L) 배열방향과 직각인 방향으로 절단하는 커팅단계(S32);로 이루어지며,

상기 편광조절부(9)에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ±30°∼60° 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 필름가공방법.
제1 항에 있어서,

상기 절단단계(S30)는,

상기 스트레칭단계(S10)에서 연신된 상기 필름(10,10')을 상기 결정격자(L) 배열방향과 직각인 방향으로 절단하는 커팅단계(S32); 및

상기 커팅단계(S32)에서 절단된 상기 필름(10,10')을 상기 결정격자(L) 배열방향과 평행한 방향으로 절단하는 슬로팅단계(S31);로 이루어지며,

상기 편광조절부(9)에 의해 변경되는 상기 편광회전각(α)은 ±30°∼60° 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 필름가공방법.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,

상기 투입단계(S20)에서는 상기 스트레칭단계(S10)에서 연신된 상기 필 름(10,10')을 지지프레임(3) 상에 장착된 이송수단(13)을 따라 상기 지지프레임(3) 안으로 이동되도록 투입하고, 상기 절단단계(S30)에서는 상기 필름(10,10')을 상기 지지프레임(3)에 고정된 집광헤드(7)로부터 조사되는 상기 레이저빔(B)에 의해 절단하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 필름가공방법.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,

상기 투입단계(S20)에서는 상기 스트레칭단계(S10)에서 연신된 상기 필름(10,10')을 지지프레임(3) 안에 절단대기 상태로 투입하고, 상기 절단단계(S30)에서는 상기 필름(10,10')을 상기 지지프레임(3)에 이동 가능하게 장착된 집광헤드(7)로부터 조사되는 상기 레이저빔(B)에 의해 절단하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 필름가공방법.
외체를 이루며, 내부로 필름(10,10')을 투입하도록 되어 있는 지지프레임(3);

상기 지지프레임(3)의 일측에 장착되어 상기 필름(10,10')의 절단에 사용되는 레이저빔을 발생시키는 레이저빔 공급원(5);

상기 필름(10,10')에 인접하도록 상기 지지프레임(3) 상에 설치되어 상기 레이저빔 공급원(5)으로부터 전달되는 레이저빔에 의해 상기 필름(10,10')을 절단하는 집광헤드(7);

상기 레이저빔 공급원(5)과 상기 집광헤드(7) 사이에 장착되어 상기 집광헤 드(7)와 상대 이동하면서 절단되는 상기 필름(10,10')의 절단면과 직각을 이루거나 또는 평행하게 배열된 상기 레이저빔(B)의 편광성분(P)이 상기 필름(10,10')의 결정격자 배열방향에 대해 편광회전각(α)만큼 기울어지도록 하는 편광조절부(9); 및

상기 레이저빔 공급원(5)과 상기 집광헤드(7) 사이에 장착되어 상기 레이저빔 공급원(5)에서 출력되어 상기 편광조절부(9)를 거치면서 선형 편광성분(P)이 편광회전각(α)만큼 기운 레이저빔(B)을 상기 집광헤드(7)까지 전달하도록 되어 있는 복수의 레이저빔 전송부(11);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저빔에 의한 필름가공방법에 사용되는 절단장치.
제6 항에 있어서,

상기 편광조절부(9)는,

상기 레이저 공급원(5)에서 출력되는 상기 레이저빔(B)을 상기 레이저빔(B)과 상기 선형 편광성분(P)이 이루는 좌표평면(C) 상에서 편광회전각(α)으로 회전시켜 반사하는 주반사경(71); 및

상기 주반사경(71)에 의해 상기 편광회전각(α)만큼 회전하여 반사된 상기 레이저빔(B)을 상기 좌표평면(C)에 대해 직각방향으로 반사시키는 보조 반사경(73);으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔에 의한 필름가공방법에 사용되는 절단장치.