KR101435859B1 - 원단 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

코팅액을 도포하여 필름 형태의 원단을 형성하는 원단 형성 장치가 개시된다. 개시된 원단 형성 장치는, 공급 유닛으로부터 공급된 베이스 필름이 외주면을 따라 연속적으로 유입 및 유출되는 드럼 롤러(drum roller)와, 상기 드럼 롤러 외주면에 접촉되어 진행하는 베이스 필름에 코팅액을 도포하는 것으로, 상기 드럼 롤러의 길이 방향과 평행하게 연장되고, 상기 코팅액이 유출되는 슬롯(slot)을 구비한 코터(coater)와, 상기 드럼 롤러와의 사이에 닙(nip)이 형성되도록 상기 드럼 롤러 측으로 가압되는 것으로, 상기 공급 유닛으로부터 공급된 보호 필름이 외주면을 따라 연속적으로 유입되어 상기 닙을 통과하며 상기 베이스 필름에 도포된 코팅액 상에 적층되도록 구성된 프레스 롤러(press roller)를 구비한 코팅 유닛을 구비한다.

Description

원단 형성 장치{Apparatus for forming thin film}
본 발명은 베이스 필름과 보호 필름 사이에 코팅액을 도포하여 얇은 필름 형태의 원단을 형성하는 원단 형성 장치에 관한 것이다.
전자기기, 정보통신기기, 바이오기기 등 생활의 모든 분야 제품에서 합성수지로 이루어진 얇은 필름 형태의 원단이 많이 사용되고 있다. 얇은 필름 형태의 원단을 생산하는 방법 가운데 슬롯 다이(slot die)를 통해 베이스 필름(base film)에 코팅액을 도포하고, 콤마 롤러(comma roller)를 이용하여 도포된 코팅액의 두께를 조절하고, 이 코팅액을 경화시켜 원단을 형성하는 방법이 알려져 있다. 그런데, 이와 같이 콤마 롤러를 이용하는 방법은 원단의 두께 균일성을 확보하기 어렵고, 진행 속도가 느려 생산성이 떨어지며, 콤마 롤러 공정과 동시에 보호필름을 적층 할 수 없으므로 원단이 먼지 등 이물질에 의해 오염될 수 있다.
본 발명은 베이스 필름 상에 코팅액을 도포한 후 즉시 보호 필름 적층과 코팅액의 두께 조정을 동시에 진행하여 원단을 형성하는 원단 형성 장치를 제공한다.
본 발명은, 베이스 필름을 연속적으로 공급하는 베이스 필름 언와인딩 롤러(base film unwinding roller)와, 보호 필름을 연속적으로 공급하는 보호 필름 언와인딩 롤러(protective film unwinding roller)를 구비한 공급 유닛; 상기 공급 유닛으로부터 공급된 베이스 필름이 외주면을 따라 연속적으로 유입 및 유출되는 드럼 롤러(drum roller)와, 상기 드럼 롤러 외주면에 접촉되어 진행하는 베이스 필름에 코팅액을 도포하는 것으로, 상기 드럼 롤러의 길이 방향과 평행하게 연장되고, 상기 코팅액이 유출되는 슬롯(slot)을 구비한 코터(coater)와, 상기 드럼 롤러와의 사이에 닙(nip)이 형성되도록 상기 드럼 롤러 측으로 가압되는 것으로, 상기 공급 유닛으로부터 공급된 보호 필름이 외주면을 따라 연속적으로 유입되어 상기 닙을 통과하며 상기 베이스 필름에 도포된 코팅액 상에 적층되도록 구성된 프레스 롤러(press roller)를 구비한 코팅 유닛; 상기 코팅 유닛으로부터 유입된, 베이스 필름, 코팅액, 및 보호 필름의 적층체를 건조하여 상기 코팅액을 원단(으로 경화시키는 경화 유닛; 및, 상기 경화 유닛을 통과한 베이스 필름, 원단 필름, 및 보호 필름의 적층체에 포함된 원단 필름을 감아 회수하는 원단 리와인딩 롤러(film rewinding roller)를 구비하는 회수 유닛;을 구비하는 원단 형성 장치를 제공한다.
본 발명의 원단 형성 장치는, 상기 프레스 롤러의 샤프트(shaft)를 지지하는 샤프트 지지 블록과, 상기 샤프트 지지 블록을 상기 드럼 롤러를 향한 방향 또는 그 반대 방향으로 가압하는 액츄에이터(actuator)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 원단 형성 장치는, 상기 드럼 롤러와 프레스 롤러 사이의 닙(nip) 간격을 미세 조절하기 위한 미세 위치 조절기를 더 구비할 수 있다.
상기 미세 위치 조절기는, 인력(人力)으로 돌릴 수 있는 다이얼, 상기 다이얼의 회전을 직선 방향 이동으로 전환하는 기어 조립체, 및 상기 샤프트 지지 블록의 단부에 접촉 대면하며, 상기 기어 조립체에 연결되어 상기 샤프트 지지 블록이 액츄에이터의 가압으로 인해 이동하는 방향과 직교하는 직선 방향으로 이동 가능한 경사 부재를 구비할 수 있다.
상기 회수 유닛은, 상기 베이스 필름, 원단 필름, 및 보호 필름의 적층체에서 베이스 필름을 분리하여 회수하는 베이스 필름 리와인딩 롤러, 또는 상기 베이스 필름, 원단 필름, 및 보호 필름의 적층체에서 보호 필름을 분리하여 회수하는 보호 필름 리와인딩 롤러를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 원단 형성 장치에 의하면, 베이스 필름 상에 코팅액을 도포한 후 즉시 보호 필름을 적층함과 동시에 코팅액을 가압하여 두께를 조정하므로, 빠른 속도의 코팅이 가능하여 생산성 향상되고, 먼지 등 이물질에 의한 원단 오염을 막을 수 있으며, 원단 두께의 균일성이 향상된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 미세 위치 조절기에 의해 드럼 롤러와 프레스 롤러 사이 간격을 정밀하게 조절할 수 있어 생산되는 원단의 두께를 정밀하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원단 형성 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 프레스 롤러의 위치를 조정하는 미세 위치 조절기를 확대 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2의 드럼 롤러, 프레스 롤러 및 미세 위치 조절기를 공급 유닛의 측에서 본 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 원단 형성 장치를 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원단 형성 장치를 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 원단 형성 장치(10)는 공급 유닛(11), 코팅 유닛(20), 경화 유닛(50), 및 회수 유닛(55)을 구비한다. 공급 유닛(11)은 베이스 필름(2)을 연속적으로 공급하는 베이스 필름 언와인딩 롤러(base film unwinding roller)(12)와, 보호 필름(3)을 연속적으로 공급하는 보호 필름 언와인딩 롤러(protective film unwinding roller)(14)를 구비한다. 또한, 베이스 필름(2)이 코팅 유닛(20)으로 공급되는 경로를 형성하며 상기 베이스 필름(2)을 지지하는 베이스 필름 지지 롤러(16)와, 보호 필름(3)이 코팅 유닛(20)으로 공급되는 경로를 형성하며 상기 보호 필름(3)을 지지하는 보호 필름 지지 롤러(18)를 구비한다. 상기 베이스 필름 언와인딩 롤러(12), 베이스 필름 지지 롤러(16), 보호 필름 언와인딩 롤러(14), 및 보호 필름 지지 롤러(18)는 프레임(19)에 지지된다.
코팅 유닛(20)은 베이스 필름(2) 상에 코팅액(4)을 도포하고, 코팅액(4) 위에 보호 필름(3)을 적층하여 베이스 필름(2), 코팅액(4), 및 보호 필름(3)의 적층체(5)를 형성하고, 이를 경화 유닛(50)으로 공급하는 유닛으로, 드럼 롤러(drum roller)(21), 프레스 롤러(press roller)(26), 및 코터(coater)(23)를 구비한다.
프레스 롤러(26)는 드럼 롤러(21) 측으로 가압되어 드럼 롤러(21)와 프레스 롤러(26) 사이에는 닙(nip)이 형성된다. 일반적으로 알려진 바와 같이 닙(nip)은 롤러와 롤러 사이의 선상(線上) 접촉면을 의미한다. 공급 유닛(11)으로부터 공급된 베이스 필름(2)은 드럼 롤러(21)의 외주면을 따라 연속적으로 유입 및 유출되고, 공급 유닛(11)으로부터 공급된 보호 필름(3)은 프레스 롤러(26)의 외주면을 따라 연속적으로 유입 및 유출된다. 구체적으로, 베이스 필름(2)은 드럼 롤러(22) 외주면에 접촉되어 진행하여 상기 드럼 롤러(22)와 프레스 롤러(26) 사이의 닙을 통해 배출되고, 보호 필름(3)은 프레스 롤러(26)의 외주면에 접촉되어 진행하여 상기 드럼 롤러(22)와 프레스 롤러(26) 사이의 닙을 통해 배출된다.
코터(23)는 드럼 롤러(22)의 외주면에 접촉되어 진행하는 베이스 필름(2)에 코팅액(4)을 도포한다. 코터(23)는 드럼 롤러(22)의 길이 방향과 평행하게 연장되며, 상기 코팅액(4)이 유출되는 슬롯(slot)을 구비한다. 드럼 롤러(21)의 외주면에 접촉하여 이동하는 베이스 필름(2)은 닙(nip)에 도달하기 직전에 상기 코터(23)에 의해 코팅액(4)이 도포된다. 상기 베이스 필름(2)이 상기 닙에 도달하면 보호 필름(3)이 상기 코팅액(4) 상에 적층됨과 동시에 프레스 롤러(26)에 의해 베이스 필름(2), 코팅액(4), 및 보호 필름(3)의 적층체(5)가 가압된다. 따라서, 상기 적층체(5)의 점착성이 향상되고, 코팅액(4) 내부에 기포도 제거되며, 코팅액(4)의 두께가 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 빠른 속도의 코팅이 가능하여 생산성 향상되고, 먼지 등 이물질에 의한 코팅액(4)의 오염을 막을 수 있다. 상기 닙을 빠져 나온 적층체(5)는 경화 유닛(50)으로 진행한다.
한편, 코팅 유닛(20)은 공급 유닛(11)으로부터 배출된 베이스 필름(2)이 드럼 롤러(22)를 향하는 경로를 형성하며 상기 베이스 필름(2)을 지지하는 베이스 필름 지지 롤러(41)(도 2 참조)와, 공급 유닛(11)으로부터 배출된 보호 필름(3)이 프레스 롤러(26)로 향하는 경로를 형성하며 상기 보호 필름(3)을 지지하는 보호 필름 지지 롤러(43)(도 2 참조)를 더 구비한다. 상기 드럼 롤러(22), 프레스 롤러(26), 코터(23), 베이스 필름 지지 롤러(41), 및 보호 필름 지지 롤러(43)는 프레임(45)에 지지된다.
경화 유닛(50)은 코팅 유닛(20)으로부터 유입된, 베이스 필름(2), 코팅액(4), 및 보호 필름(3)의 적층체(5)를 건조하여 상기 코팅액(4)을 원단으로 경화시킨다. 알려진 바와 같이 경화 유닛(50)은 복사열 또는 자외선(UV)을 조사하거나, 열풍(熱風)을 불어내어 유동성 물질을 고체화(固體化)한다. 회수 유닛(55)은 경화 유닛(50)으로부터 배출된 베이스 필름(2), 원단 필름, 및 보호 필름(3)의 적층체에 포함된 원단 필름을 감아 회수하는 원단 리와인딩 롤러(film rewinding roller)(56)를 구비한다. 또한, 경화 유닛(50)으로부터 배출된 베이스 필름(2), 원단 필름, 및 보호 필름(3)의 적층체가 원단 리와인딩 롤러(56)로 향하는 경로를 형성하며 상기 적층체를 지지하는 원단 지지 롤러(58)를 더 구비한다. 한편, 도 1에 도시되진 않았으나, 회수 유닛(55)은 상기 베이스 필름(2), 원단 필름, 및 보호 필름(3)의 적층체에서 베이스 필름(2)을 분리하여 회수하는 베이스 필름 리와인딩 롤러를 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 원단 리와인딩 롤러(56)에는 원단 필름과 보호 필름(3)의 적층체가 회수된다. 또 한편, 도 1에 도시되진 않았으나, 회수 유닛(55)은 상기 베이스 필름(2), 원단 필름, 및 보호 필름(3)의 적층체에서 보호 필름(3)을 분리하여 회수하는 보호 필름 리와인딩 롤러를 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 원단 리와인딩 롤러(56)에는 원단 필름과 베이스 필름(2)의 적층체가 회수된다.
도 2는 도 1의 프레스 롤러의 위치를 조정하는 미세 위치 조절기를 확대 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2의 드럼 롤러, 프레스 롤러 및 미세 위치 조절기를 공급 유닛의 측에서 본 측면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 드럼 롤러(21)는 그 샤프트(22)가 프레임(45)에 회전 가능하게 지지된다. 한편, 프레스 롤러(26)는 그 샤프트(27)가 샤프트 지지 블록(31)에 의해 지지된다. 상기 샤프트(27)가 회전 가능하게 지지되도록 샤프트 지지 블록(31) 내에 베어링(32)이 개재된다.
상기 샤프트 지지 블록(31)은 프레임(45)에 고정된 액츄에이터(actuator)(29)에 의해 상기 드럼 롤러(21)를 향한 방향, 즉 하강하는 방향 또는 그 반대 방향, 즉 상승하는 방향으로 가압된다. 프레임(45)의 내측면에는 가이드 레일(35)이 형성되고, 상기 샤프트 지지 블록(31)은 상기 가이드 레일(35)에 슬라이딩(sliding) 가능하게 결합되어 승강 이동이 안내된다. 한편, 상기 액츄에이터(29)는 에어 실린더(air cylinder)일 수 있다.
코팅 유닛(20)은 상기 드럼 롤러(21)와 프레스 롤러(26) 사이의 닙(nip) 간격을 미세 조정하여 베이스 필름(2), 코팅액(4), 및 보호 필름(4)의 적층체(5) 두께의 신뢰성을 높이기 위한 미세 위치 조절기(36)를 더 구비한다. 미세 위치 조절기(36)는 프레임(45)에 지지되며 프레스 롤러(26) 양 단의 샤프트 지지 블록(31)을 각각 미세하게 승강시킬 수 있도록 한 쌍이 구비된다.
미세 위치 조절기(36)는 인력(人力)으로 돌릴 수 있는 다이얼(dial)(37)과, 다이얼(37)의 시계 방향 또는 반시계 방향 회전을 직선 방향 전진 또는 후진 이동으로 전환하는 기어 조립체(38)와, 기어 조립체(38)에 연결되어 수평한 직선 방향으로 전진 또는 후진 가능한 경사 부재(39)를 구비한다. 상기 기어 조립체(38)는 예컨대, 랙(rack)과 피니언(pinion)을 구비하여 회전각을 직선 변위로 전환할 수 있으며, 세밀한 조정이 가능하도록 다이얼(37)의 회전각에 비해 경사 부재(39)의 직선 변위가 작도록 구성된다.
상기 경사 부재(39)는 드럼 롤러(21)와 프레스 롤러(26) 사이에 닙(nip)이 형성되면 샤프트 지지 블록(31)의 경사진 하단부(33)에 접촉 대면한다. 샤프트 지지 블록(31)은 액츄에이터(29)의 가압으로 인해 수직 방향으로 승강하나 경사 부재(39)는 수평 방향으로 직선 이동 가능하다. 따라서, 상기 닙이 형성된 때 다이얼(37)을 일정 각도만큼 회전시키면 경사 부재(39)가 수평 이동하고, 이에 접촉된 샤프트 지지 블록(31)이 미세하게 상승 또는 하강하여 닙의 간격이 미세하게 조정될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 원단 형성 장치 11: 공급 유닛
20: 코팅 유닛 21: 드럼 롤러
23: 코터(coater) 26: 프레스 롤러
31: 샤프트 지지 블록 36: 미세 위치 조절기
37: 다이얼 39: 경사 부재
50: 경화 유닛 55: 회수 유닛

Claims (5)

  1. 베이스 필름 및 보호 필름을 각각 공급하도록 구성된 공급 유닛;
    상기 공급 유닛으로부터 공급된 베이스 필름이 외주면을 따라 연속적으로 유입 및 유출되는 드럼 롤러(drum roller)와, 상기 드럼 롤러와 마주보도록 배치되며 상기 드럼 롤러와 일정 간격의 닙(nip)이 형성되며 상기 공급 유닛으로부터 공급된 보호 필름이 외주면을 따라 상기 닙을 통과하도록 하는 프레스 롤러(press roller)와, 상기 드럼 롤러에 인접 배치된 코터(coater)를 포함하여, 상기 드럼 롤러와 프레스 롤러에 공급된 베이스 필름 상에 미리 설정된 두께로 코팅액을 코팅함과 동시에 상기 보호필름을 상기 드럼 롤러와 프레스 롤러 사이에서 상기 코팅액 상에 적층시키는 코팅 유닛; 및
    상기 코팅 유닛을 통과하여 배출된, 베이스 필름, 코팅액, 및 보호 필름의 적층체가 유입되도록 배치되고, 상기 적층체를 건조하여 상기 코팅액을 원단(原緞) 필름으로 경화시키도록 구성된 경화 유닛;
    상기 경화 유닛을 통과한 베이스 필름, 원단 필름, 및 보호 필름의 적층체를 감아서 회수하거나, 상기 적층제 중에서 원단필름만을 감아 회수하도록 구성된 회수 유닛; 및
    상기 드럼 롤러 및 프레스 롤러 사이의 닙(nip) 간격을 미세 조절하는 미세 위치 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원단 형성 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프레스 롤러의 샤프트(shaft)를 지지하는 샤프트 지지 블록과, 상기 샤프트 지지 블록을 상기 드럼 롤러를 향한 방향 또는 그 반대 방향으로 가압하는 액츄에이터(actuator)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 원단 형성 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 미세 위치 조절기는 상기 샤프트 지지 블록을 상기 드럼 롤러 방향 또는 상기 드럼 롤러 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원단 형성 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 미세 위치 조절기는, 다이얼, 상기 다이얼의 회전을 직선 방향 이동으로 전환하는 기어 조립체, 및 상기 샤프트 지지 블록의 단부에 접촉 대면하며, 상기 기어 조립체에 연결되어 상기 샤프트 지지 블록이 액츄에이터의 가압으로 인해 이동하는 방향과 직교하는 직선 방향으로 이동 가능한 경사 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 원단 형성 장치.
  5. 삭제
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