KR101606884B1 - 시트 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트가 캐리어 필름 상에 부분적으로 부착되어 이송되는 시트 이송 장치로서, 제1롤러부; 및 상기 제1롤러부와 동일 축 상에 결합되고 상기 제1롤러부보다 직경이 큰 제2롤러부를 포함하는 단차 가공된 롤러를 포함하고, 상기 제2롤러부가 상기 캐리어 필름 상의 시트가 미부착된 영역에 접촉하여, 공정 중에 시트 및 캐리어 필름에 주름을 발생시키지 않음으로써, 공정성을 크게 향상시킴과 함께 시트의 품질을 유지할 수 있다.

Description

시트 이송 장치{APPARATUS FOR CONVEYING SHEET}

본 발명은 시트를 캐리어 필름 상에 부분적으로 부착하여 이송시키며 롤러 등을 포함하는 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로 페라이트 시트와 같은 세라믹 시트는 세라믹 분말과 바인더 성분이 혼합 분산된 세라믹 분산액을 캐스팅하여 세라믹 그린시트(green sheet)를 만든 뒤 고온에서 소성하여 제조된다. 이를 위해, 연속형의 캐리어 필름의 일면에 세라믹 분산액으로 테이프 캐스팅 등을 수행하여 세라믹 그린시트가 코팅된 필름을 제조하고, 이를 롤러를 포함하는 이송 장치에 의해 진행시키면서 원하는 형상으로 절단하여 박리시킨 뒤, 박리된 그린시트를 소성을 위해 별도의 장소에 순차적으로 적층시키는 공정이 반복 수행된다.

구체적으로, 이에 사용되는 이송 장치는, 그린시트가 코팅되어 진행하는 연속형의 캐리어 필름, 상기 캐리어 필름으로부터 그린시트를 박리시키기 위한 박리 장치, 및 상기 캐리어 필름을 진행시키거나, 캐리어 필름의 진행 방향을 바꾸거나, 캐리어 필름에 적절한 장력을 부여하는 등의 다양한 목적을 위한 다수의 롤러를 구비하고 있는데, 상기 롤러로서는, 롤러의 축을 따라 직경이 모두 동일한 평범한 원통형의 롤러를 일반적으로 사용하고 있다(일본 등록특허공보 평08-22527호 참조).

상기 세라믹 그린시트 이송 장치에서는, 세라믹 그린시트가 캐리어 필름 상에 코팅되어 이송 장치 내에서 다수의 롤러와 접촉하며 진행하다가, 세라믹 그린시트의 일부분이 원하는 형상으로 절단되어 캐리어 필름으로부터 박리되므로, 상기 박리 공정을 거친 이후에는, 캐리어 필름 상에 세라믹 그린시트가 코팅된 영역(i)과 코팅되지 않은 영역(ii)이 함께 존재하게 된다.

만약 이송 장치의 상부 롤러(즉 캐리어 필름의 양면 중 세라믹 그린시트가 코팅된 일면에 접촉하여 회전하는 롤러)로서 평범한 원통형의 롤러를 사용할 경우, 상부 롤러의 표면이 세라믹 그린시트가 코팅된 영역(i)과 미코팅된 영역(ii)에 동시에 접촉하면서 회전하게 되어, 세라믹 그린시트 두께 만큼의 회전 반경의 차이에 따른 상기 영역들(i 및 ii)간의 장력의 차이가 발생하게 되고, 이와 같은 장력의 차이가 시간이 지남에 따라 누적되어 캐리어 필름 및/또는 이에 코팅된 세라믹 그린시트 상에 주름을 발생시키게 된다. 그 결과 공정성이 크게 저하될 뿐만 아니라, 이송되는 세라믹 그린시트의 품질에도 악영향을 미치게 된다.

이같은 문제점은 앞서 예시한 세라믹 그린시트 이송 장치 뿐만 아니라, 이와 같이 연속성의 캐리어 필름에 시트를 코팅(부착)하여 이송시키는 다양한 분야 및 소재의 시트의 이송 장치에서 빈번히 발생하고 있어서, 이를 해결할 수 있는 새로운 시트 이송 장치의 개발이 요구되고 있다.

일본 등록특허공보 평08-22527호(1996.03.06)

따라서, 본 발명은 공정 중에 시트 및 캐리어 필름에 주름을 발생시키지 않음으로써 공정성을 향상시키는 시트 이송 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 시트가 캐리어 필름 상에 부분적으로 부착되어 이송되는 시트 이송 장치로서, 제1롤러부; 및 상기 제1롤러부와 동일 축 상에 결합되고 상기 제1롤러부보다 직경이 큰 제2롤러부를 포함하는 단차 가공된 롤러를 포함하고, 상기 제2롤러부가 상기 캐리어 필름 상의 시트가 미부착된 영역에 접촉하는, 시트 이송 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 시트 이송 장치는 공정 중에 시트 및 캐리어 필름에 주름을 발생시키지 않음으로써, 공정성을 크게 향상시킴과 함께 시트의 품질을 유지할 수 있다.

도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
도 1은 상기 단차 가공된 롤러의 일례를 도시한 것이다.
도 2 및 3은 상기 단차 가공된 롤러 및 이에 접촉되는 캐리어 필름의 일례를 평면도 및 단면도로 각각 도시한 것이다.
도 4는 상기 시트 이송 장치의 일례로서, 흡착 헤드 및 박리 테이블을 구체적으로 도시한 것이다.
도 5는 상기 흡착 헤드, 박리 테이블 및 단차 가공된 롤러의 구동 방식의 구체적인 일례을 도시한 것이다.
도 6는 상기 시트 이송 장치의 일례로서, 전체적인 구성을 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 일례에 따르는 시트 이송 장치의 구성 및 특성을 구체적으로 설명한다.

본 명세서에 있어서, 각 시트, 장치 등이 각 시트, 장치 등의 "상(on)"에 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 별다른 언급이 없을 경우 상기 상/하는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.

상기 시트 이송 장치에서 대상으로 하는 시트는, 캐리어 필름 표면에 부착(코팅)되어 이송될 수 있는 소재의 시트라면, 그 소재와 종류에 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 시트는 세라믹, 금속, 금속합금, 금속산화물, 천연고분자 수지, 플라스틱, 합성고분자 수지, 고무, 또는 이들의 혼합 소재의 시트일 수 있다.

일례로서, 상기 시트는 세라믹 시트일 수 있고, 세라믹 성분을 포함하는 모든 종류의 시트를 포함하며, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 소성 가능한 세라믹 시트일 수 있다.

구체적인 일례로서, 상기 시트는 Ni-Zn계, Mg-Zn계, Mn-Zn계 페라이트 등의 페라이트계 성분을 함유하는 세라믹 시트일 수 있다. 이 경우, 상기 세라믹 시트는 페라이트계 성분 외에 다른 자성체 성분, 예를 들어 퍼말로이(permalloy), 샌더스트(sendust) 등을 추가로 함유할 수 있다.

보다 구체적인 일례로서, 상기 시트는 소성 이전의 세라믹 그린시트(green sheet)일 수 있다. 상기 세라믹 그린시트는 세라믹 원료 분말을 포함하는 용액을 시트 상으로 성형하고 건조하여 제조될 수 있다. 특히, 상기 시트는 페라이트계 분말을 바인더, 가소제 및 용제와 적절히 혼합한 뒤, 테이프 캐스팅 등의 공정에 의해 성형된 페라이트 그린시트일 수 있다.

다른 예로서, 상기 시트는 플라스틱 시트일 수 있다. 상기 플라스틱 시트는 보다 구체적으로 폴라카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 또는 이의 혼합 소재의 시트일 수 있다.

또 다른 예로서, 상기 시트는 복합 시트일 수 있으며, 이때 복합되는 재료는 크게 제한되지 않고, 예를 들어 세라믹 분말과 고분자 수지가 복합된 시트이거나, 금속 분말과 고분자 수지가 복합된 시트일 수 있다

상기 시트는 박막 또는 후막의 시트가 모두 가능하며, 두께가 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 시트는 10㎛ 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있다.

시트 이송 장치의 구성 및 특성

(A) 캐리어 필름

상기 캐리어 필름은 연속형의 길이를 갖는 필름일 수 있다.

상기 캐리어 필름은 이의 표면에 시트가 부착되어 일정한 방향(f)으로 진행할 수 있다. 구체적으로 상기 캐리어 필름은 길이 방향으로 진행할 수 있다.

상기 시트는 상기 캐리어 필름의 일면(s1)에만 부분적으로 부착되고 타면(s2)에는 부착되지 않는다. 구체적인 예로서, 상기 일면(s1)은 시트가 부착된 영역(a1) 및 미부착된 영역(a2)을 하나 이상씩 포함할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 상기 일면(s1)은 길이 방향을 따라 각각 일정 폭 간격으로 배열된 영역(a1) 및 영역(a2)을 하나 이상씩 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 일면(s1)은 길이 방향을 따라 각각 일정 폭 간격으로 아래 i) 내지 iv) 중 어느 한 순서로 배열된 영역(a1) 및 영역(a2)를 포함할 수 있다.

i) 영역(a1)/영역(a2),

ii) 영역(a1)/영역(a2)/영역(a1),

iii) 영역(a2)/영역(a1)/영역(a2)/영역(a1), 및

iv) 영역(a2)/영역(a1)/영역(a2)/영역(a1)/영역(a2).

바람직하게는, 상기 캐리어 필름의 일면(s1)이, 이의 폭 방향을 기준으로, 양 외곽 영역에 상기 영역(a1)을 포함하고, 중앙 영역에 상기 영역(a2)을 포함한다(예: 상기 ii) 및 iv)의 배열).

또한, 상기 캐리어 필름의 일면(s1)은, 이의 폭 방향을 기준으로, 양 외곽 영역에 여분(여유간격)을 두기 위해 상기 영역(a2)을 포함할 수 있다(예: 상기 iv)의 배열).

상기 캐리어 필름은 이의 표면에 시트를 부착(코팅)하여 이송할 수 있는 필름이라면, 그 소재와 종류에 특별히 한정되지 않는다.

예를 들어 상기 캐리어 필름은 유연성을 갖는 필름일 수 있고, 구체적으로 유연성을 갖는 고분자 필름일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 캐리어 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 또는 이들의 혼합 소재의 고분자 필름일 수 있다.

(B) 단차 가공된 롤러

상기 시트 이송 장치는 단차 가공된 롤러를 포함한다.

상기 단차 가공된 롤러는 하나 이상의 제1롤러부 및 하나 이상의 제2롤러부가 동일 축상에 결합된 구성을 갖는다.

이때 상기 제2롤러부는 상기 제1롤러부보다 직경(또는 반경)이 더 크다.

이에 따라, 상기 단차 가공된 롤러는 이의 축 방향에 따른 롤러의 직경이 일정하지 않고, 상기 제1롤러부와 제2롤러부 간의 경계에서 직경이 달라짐으로써, 원주 표면에 마치 계단과 같은 단차가 형성되도록 가공된다.

(1) 제1롤러부와 제2롤러부의 직경

상기 단차 가공된 롤러의 제1롤러부와 제2롤러부의 반경의 차이는 상기 시트의 두께와 동일하거나 상기 시트의 두께보다 클 수 있다.

예를 들어, 상기 반경의 차이는 상기 시트의 두께의 1배 내지 10배, 보다 한정하면 1.1배 내지 5배, 보다 더 한정하면 1.5배 내지 2배일 수 있다.

또는 상기 반경의 차이는 상기 시트의 두께보다 1㎛ 내지 900㎛ 만큼 더 클 수 있고, 보다 한정하면 5㎛ 내지 500㎛ 만큼, 보다 더 한정하면 10㎛ 내지 200㎛ 만큼 더 클 수 있다.

상기 바람직한 범위 내일 때, 시트 이송 중 시트 말림현상을 현저히 줄일 수 있다.

(2) 제1롤러부 및 제2롤러부의 배열

상기 단차 가공된 롤러는, 예를 들어, 제1롤러부 및 제2롤러부를 다음 i) 내지 iv) 중 어느 하나의 갯수만큼 포함할 수 있다:

i) 하나의 제1롤러부 및 하나의 제2롤러부,

ii) 하나의 제1롤러부 및 두개의 제2롤러부,

iii) 두개의 제1롤러부 및 두개의 제2롤러부, 및

iv) 두개의 제1롤러부 및 세개의 제2롤러부.

구체적인 일례로서, 상기 단차 가공된 롤러는 이의 축 방향을 따라 제1롤러부 및 제2롤러부가 아래 i) 내지 iv) 중 어느 하나의 순서로 결합된 형상을 갖도록 단차 가공된 것일 수 있다:

i) 제1롤러부/제2롤러부,

ii) 제1롤러부/제2롤러부/제1롤러부,

iii) 제1롤러부/제2롤러부/제1롤러부/제2롤러부, 및

iv) 제2롤러부/제1롤러부/제2롤러부/제1롤러부/제2롤러부.

이들 중 바람직하게는 상기 ii)의 순서로 결합된 형상을 갖도록 단차 가공된 것일 수 있다.

(3) 제1롤러부의 접촉 영역

본 발명의 장치에 따르면, 상기 제1롤러부의 원주 표면은 상기 영역(s1)에 부착된 시트와 접촉하여 회전하거나, 또는 상기 제1롤러부의 원주 표면이 상기 영역(s1)에 부착된 시트의 상측에서 상기 시트와 일정 간격 떨어져 접촉하지 않은 채로 회전하도록 구성될 수 있다.

(4) 제2롤러부의 접촉 영역

본 발명의 장치에 따르면, 상기 제2롤러부의 원주 표면이 상기 시트가 미부착된 영역(a2)에만 접촉하도록 구성된다.

구체적인 일례로서, 상기 제2롤러부가 상기 캐리어 필름 상에 접촉하는 영역은, 상기 캐리어 필름 상의 시트가 부착된 영역(a1)과 1㎜ 내지 99㎜의 거리만큼, 보다 한정하면 1㎜ 내지 50㎜의 거리만큼, 보다 더 한정하면 2㎜ 내지 10㎜의 거리만큼 이격될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2롤러부의 원주 표면은 상기 캐리어 필름의 폭 방향을 기준으로 상기 시트가 미부착된 영역(a2)의 양 끝단으로부터 상기 바람직한 거리만큼 이격된 중앙 영역에만 접촉할 수 있으므로, 이송 롤러에 시트가 말리는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

만약, 상기 캐리어 필름의 일면(s1) 상에 시트가 미부착된 영역(a2)이 다수 존재할 경우에는, 상기 제2롤러부의 원주 표면은 상기 다수의 영역(a2) 중 어느 하나에만 접촉하거나, 또는 둘 이상에 접촉할 수 있다. 만약 상기 제2롤러부의 원주 표면이 둘 이상의 영역(a2)에 접촉할 경우에는, 상기 단차 가공된 롤러에 제2롤러부가 둘 이상 구비되어 상기 각각의 영역(a2)에 접촉하도록 구성될 수 있다.

(5) 단차 가공된 롤러의 역할

상기 단차 가공된 롤러는 이의 원주 표면에 따라 캐리어 필름을 굴곡시켜 캐리어 필름의 진행방향을 굴절시키도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 단차 가공된 롤러는 이의 동력 회전에 의해 캐리어 필름을 특정 방향으로 진행시키거나, 캐리어 필름의 진행에 따라 무동력으로 회전하거나, 또는 이들 둘 다를 경우에 맞게 적절히 수행하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 단차 가공된 롤러는 상기 캐리어 필름의 일면(s1)에 접촉한 채로 제자리에서 회전하거나, 상기 캐리어 필름의 길이 방향(즉 캐리어 필름의 진행 방향 또는 진행 반대 방향)으로 이동하거나, 또는 이들 둘 다를 경우에 맞게 적절히 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 단차 가공된 롤러는 상기 시트 이송 장치는 이와 같은 단차 가공된 롤러를 하나 또는 둘 이상 포함할 수 있고, 둘 이상 포함할 경우에는 이들의 형태가 서로 다를 수 있다.

(C) 흡착 헤드

상기 시트 이송 장치는 흡착 헤드를 추가로 포함할 수 있다.

상기 흡착 헤드는 상기 캐리어 필름의 진행 방향(f)을 기준으로 상기 단차 가공된 롤러 이전의 지점에서 상기 캐리어 필름의 일면(s1)에 대향하도록 위치할 수 있다.

바람직하게는, 상기 흡착 헤드는 수직 구동암 및 수평 구동암에 의해 수직 및 수평 운동이 가능하게 설치될 수 있다. 이에 따라 상기 흡착 헤드가 상기 시트를 흡착하여 상기 캐리어 필름으로부터 박리시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 시트가 미부착된 영역(a2)은, 상기 일부 시트 영역(a3)이 박리된 캐리어 필름의 영역을 포함한다. 다시 말해, 상기 시트가 미부착된 영역(a2) 중 일부 또는 전부는, 상기 캐리어 필름으로부터 상기 시트 중 일부 영역(a3)이 박리됨으로써 발생하게 된다.

상기 흡착 헤드에 의해 흡착될 시트 영역(a3)은 그 면적 및 형상 면에서 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 흡착될 시트 영역(a3)의 형상은 직사각형 또는 정사각형일 수 있다.

상기 흡착 헤드는 이의 흡착면에 절단기를 구비할 수 있다. 상기 절단기는 상기 흡착헤드의 흡착면이 시트 표면에 접촉할 때 작동하여, 원하는 형상으로 시트를 절단할 수 있다. 예를 들어 상기 절단기는 상기 흡착면의 외곽선을 따라서 구비될 수 있다.

상기 흡착 헤드는 상기 시트 흡착을 공정 중에 1회 이상 수행할 수 있으며, 바람직하게는 일정 시간 간격으로 동일한 면적 및 형상의 시트를 캐리어 필름으로부터 흡착 및 박리하는 작업을 반복적으로 수행할 수 있다.

(D) 박리 테이블

상기 시트 이송 장치는 각진 모서리를 갖는 박리 테이블을 추가로 포함할 수 있다. 상기 박리 테이블은 상기 흡착 헤드가 위치한 지점에서 상기 캐리어 필름의 타면(s2)에 접촉하도록 장착될 수 있다.

이때 박리 테이블의 각진 모서리를 따라 상기 캐리어 필름의 타면(s2)에 꺾이는 지점(c)이 형성될 수 있다. 상기 꺾이는 지점(c)의 꺾이는 각도는 10° 내지 170°의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 40° 내지 140°의 범위, 보다 바람직하게는 70° 내지 110°의 범위일 수 있다.

상기 캐리어 필름의 일면(s1)에 부착된 시트는 상기 꺾이는 지점(c)에서부터 박리되기 시작할 수 있고, 이에 따라 상기 흡착 헤드가, 상기 캐리어 필름의 진행 방향(f)을 기준으로, 상기 꺾이는 지점(c)으로부터 그 이전 영역의 시트 중 일부 영역(a3)을 흡착하여 상기 캐리어 필름으로부터 용이하게 박리시킬 수 있다.

상기 박리 테이블은 상기 캐리어 필름의 타면(s2)에 접촉한 채로 제자리에서 정지해 있거나, 또는 박리의 효율성을 높이기 위해 캐리어 필름의 길이 방향으로 이동할 수 있다.

예를 들어, 상기 흡착 헤드가 상기 영역(a3)을 흡착하는 동안, 상기 박리 테이블이 상기 타면(s2)에 접촉한 채로 상기 방향(f)의 반대 방향으로 상기 영역(a3)의 길이만큼 이동하고; 상기 흡착이 완료되면, 상기 박리 테이블이 다시 원래의 위치로 되돌아올 수 있다.

이때 상기 단차 가공된 롤러가 상기 박리 테이블과 동일한 방향으로 동일한 거리만큼 이동하도록 구성됨으로써, 시트 박리의 효율성을 더 높일 수 있다.

이와 같이 박리 테이블에 의해 진행 방향이 꺾인 캐리어 필름은, 이후 다른 롤러에 의해 다시 원래의 진행 방향(f)으로 굴절될 수 있다. 예를 들어, 상기 단차 가공된 롤러가 이의 원주 표면을 따라 상기 캐리어 필름을 굴곡시켜 진행 방향을 굴절시키되, 상기 꺾이는 지점(c)의 꺾이는 각도와 반대되는 각도로 상기 캐리어 필름을 굴곡시킴으로써, 상기 캐리어 필름이 다시 원래의 방향으로 진행되도록 할 수 있다.

(E) 적층 테이블

상기 시트 이송 장치는 상기 캐리어 필름과 떨어진 곳에 위치하는 적층 테이블을 추가로 구비할 수 있다.

이에 따라, 상기 캐리어 필름으로부터 박리된 일부 시트 영역(a3)은 상기 흡착 헤드에 의해 상기 적층 테이블로 이송될 수 있다.

예를 들어, 상기 흡착 헤드가, 수직 및 수평 운동을 통해, 상기 캐리어 필름으로부터 시트를 동일한 면적 및 형상으로 흡착 및 박리하여 상기 적층 테이블 상으로 이송한 뒤 방출하는 작업을 반복함으로써, 상기 적층 테이블 상에 동일 면적 및 형상의 시트가 점차적으로 적층될 수 있다.

(F) 이송 롤러

상기 시트 이송 장치는 하나 이상의 이송 롤러를 추가로 포함할 수 있다.

상기 이송 롤러는 상기 캐리어 필름의 타면(s2)에 접촉하여 회전함으로써 상기 캐리어 필름이 상기 방향으로 진행하도록 도와줄 수 있다.

또한, 상기 이송 롤러는 이의 원주 표면을 따라 상기 캐리어 필름을 굴곡시켜 진행 방향을 굴절시키도록 구성될 수 있다.

상기 이송 롤러는 이의 원주 표면이 단차 가공될 필요가 없으므로, 평범한 원통형 롤러를 사용할 수 있다.

(G) 권출 롤

상기 시트 이송 장치는 공정의 시작 지점에 권출 롤을 추가로 구비할 수 있다. 상기 권출 롤은 캐리어 필름이 시트가 부착된 채로 권취된 원통형의 롤일 수 있다.

상기 권출 롤에는 포함된 캐리어 필름은 이의 일면에 시트가 부착된 것일 수 있으며, 이때 상기 일면(s1)에는 시트가 부착된 영역(a1)만 존재할 수도 있고, 또는 시트가 부착된 영역(a1) 및 미부착된 영역(a2)이 하나 이상씩 존재할 수도 있다.

이와 같은 권출 롤로부터 캐리어 필름이 시트가 부착된 채로 권출되어 이후의 공정에 사용될 수 있다.

(H) 권취 롤

상기 시트 이송 장치는 권취 롤을 추가로 구비할 수 있다.

상기 권취 롤은 공정의 종료 지점에 위치하여, 공정을 모두 마친 캐리어 필름이 권취되어 형성된다.

상기 권취 롤에 권취되는 캐리어 필름은 이의 일면(s1)에 시트가 부착되거나 또는 양면 중 어디에도 시트가 부착되지 않은 것일 수 있다.

상기 일면(s1)에 시트가 부착된 경우에는, 상기 일면(s1)은 시트가 부착된 영역(a1) 및 미부착된 영역(a2)을 하나 이상씩 포함한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 단차 가공된 롤러를 이용한 시트 이송 장치

(1) 시트 이송 장치의 구성

도 1 내지 6은 구체적 일례에 따른 시트 이송 장치의 구성을 나타낸 것이다.

도 6를 참조하여, 상기 시트 이송 장치(100)는, 연속형의 캐리어 필름(110), 단차 가공된 롤러(120), 흡착 헤드(130), 박리 테이블(140), 적층 테이블(150), 다수의 이송 롤러(160), 권출 롤(170), 및 권취 롤(180)을 구비하도록 구성되었다.

상기 캐리어 필름(110)은, 이의 일면(111)에, 이송하고자 하는 시트(200)를 부착하여 일정한 방향(300)으로 진행하도록 구성되었다.

상기 단차 가공된 롤러(120)는, 제1롤러부(121) 및 이보다 직경이 큰 제2롤러부(122)가, 제1롤러부(121)/제2롤러부(122)/제1롤러부(121)의 순으로 동일 축(125)상에 결합된 형상을 갖도록 원주 표면에 단차(123)를 형성하였다(도 1 참조).

이때 상기 단차(123)는 상기 시트의 두께보다 10~200㎛의 차이(d1)만큼 더 크도록 구성하였다(도 2 참조).

또한 상기 제2롤러부(122)의 길이(축 길이)는 흡착 헤드(130)에 의해 흡착될 시트 영역의 폭(진행 방향을 기준으로 할 때의 폭)보다 2~10㎜만큼 더 작도록 구성하였다.

상기 흡착 헤드(130)는 상기 진행 방향(300)을 기준으로 상기 단차 가공된 롤러(120) 이전의 지점에서 상기 캐리어 필름(110)의 일면(111)에 대향하도록 위치시켰다.

상기 흡착 헤드(130)는 시트가 흡착되는 직사각형의 흡착면 및 이의 외곽선을 따라서 구비된 절단기를 구비하였다. 상기 흡착 헤드(130)는 수직 구동암(135) 및 수평 구동암(136)에 연결되어 수직 및 수평 운동이 가능하도록 구성하였다. 상기 흡착 헤드(130)는 상기 시트(200) 중 일부 영역(210)을 상기 캐리어 필름(110)으로부터 흡착 후 박리시키도록 구성하였다.

구체적으로, 상기 흡착 헤드(130)는 정지 중에는 흡착면이 캐리어 필름(110)의 일면(111)과 간격을 두고 대향하여 위치한다. 작동시에는, 수직 구동암(135)의 작동에 의해 캐리어 필름(110)에 부착된 시트(200) 상에 흡착 헤드(130)의 흡착면이 접촉되고, 절단기에 의해 흡착될 시트 영역(210)의 외곽선이 절단되며, 절단된 시트 영역(210)은 흡착면에 흡착된다. 이후, 다시 수직 구동암(135)의 작동에 의해 흡착면을 상기 시트(200) 및 캐리어 필름(110)으로부터 멀어지게 한다.

상기 박리 테이블(140)은 상기 흡착 헤드(130)가 위치한 지점에서 상기 캐리어 필름의 타면(112)에 접촉하도록 장착된다.

즉, 상기 박리 테이블(140)은 캐리어 필름(110)(및 이에 부착된 시트)를 사이에 두고 흡착 헤드(130)의 흡착면과 대향하도록 위치된다.

상기 박리 테이블(140)은 90°로 각진 모서리를 구비하여, 상기 캐리어 필름(110)의 타면(112)이 상기 박리 테이블(140)의 각진 모서리를 따라 90°로 꺾이는 지점(115)이 형성되도록 구성된다.

또한 상기 단차 가공된 롤러(120)가 이의 원주 표면을 따라 상기 캐리어 필름(110)을 굴곡시켜 진행 방향을 굴절시키되, 상기 꺾이는 지점(115)의 꺾이는 각도와 반대되는 각도로 상기 캐리어 필름(110)을 굴곡시킴으로써, 상기 캐리어 필름이 다시 원래의 방향으로 진행하도록 구성하였다.

이로 인해 단차 가공된 롤러(120)는 캐리어 필름(110)의 방향을 바꾸는 역할 뿐만 아니라, 캐리어 필름(110)에 장력을 제공함으로써 박리 테이블(140)의 각진 모서리에 캐리어 필름(110)이 보다 더 단단히 밀착되게 접촉하여 꺾이도록 함으로써 박리 효과를 증대시킨다.

상기 다수의 이송 롤러(160)는 평범한 원통형(즉 단차가 없는 원통형)의 롤러가 사용되었다. 상기 이송 롤러(160)는 상기 캐리어 필름(110)의 타면(112)에 접촉하여 회전함으로써 상기 캐리어 필름(110)이 진행 방향(300)으로 진행하도록 구성되었다. 또한 캐리어 필름(110)의 진행 방향의 굴절이 필요한 곳에 이송 롤러(160)를 배치하여, 캐리어 필름(110)이 이송 롤러(160)의 원주 표면을 따라 굴곡되어 진행 방향이 굴절되도록 구성하였다.

상기 적층 테이블(150)은 캐리어 필름(110)과는 떨어진 곳에 위치하여, 흡착 헤드(130)에 의해 흡착된 시트가 이송되어 적층되도록 하였다.

상기 권출 롤(170)은 캐리어 필름(110)이 시트(200)가 부착된 채로 권취된 원통형의 롤로 구성되었으며, 공정의 시작 지점에 위치하여, 이로부터 캐리어 필름(110)이 시트(200)가 부착된 채로 권출되어 이후의 공정에 사용될 수 있도록 하였다.

캐리어 필름(110)의 폭 방향의 양 끝단으로부터 2~10㎜ 이내의 영역(111b)을 여분으로 제외하고, 그 외의 중앙 영역을 모두 시트(200)로 코팅된 캐리어 필름(110)이 원통형으로 말린 권출 롤(170)을 준비하였다.

상기 귄취 롤(180)은, 공정의 종료 지점에 위치하여, 공정을 모두 마친 캐리어 필름(110)이 권취되도록 구성되었다. 이와 같이 권취 롤(180)에 권취된 캐리어 필름(110)은 이의 일면(111)에 시트가 부착된 영역(111a) 및 미부착된 영역(111b, 111c)을 하나 이상씩 포함한다.

(2) 시트 이송 장치의 작동 관계

이하, 도 1 내지 6을 참조하여 실시예 1의 시트 이송 장치의 작동 관계를, 시트의 이동을 중심으로 설명한다.

단계 a) 권출 및 이송

먼저 권출 롤(170)로부터 시트(200)가 캐리어 필름(110)에 부착되어 권출된다. 권출된 캐리어 필름(110)에는 이의 폭 방향의 양 끝단으로부터 1~10㎜ 이내의 여분 영역(111b)을 제외한 중앙 영역이 모두 시트(200)로 코팅된다.

시트(200)는 캐리어 필름(110)에 부착된 상태로 다수의 이송 롤러(160)에 작동에 의해 일정한 방향(300)으로 진행하게 되고, 일부 이송 롤러(160)에 의해 진행 방향이 굴절된다.

단계 b) 흡착, 박리 및 적층

시트(200)를 부착한 캐리어 필름(110)은 박리 테이블(140)에 도달하게 된다.

캐리어 필름(110)은 박리 테이블(140)의 각진 모서리를 따라 꺾이게 되며, 캐리어 필름(110)의 꺾이는 지점(115)에 시트(200)의 끝단이 도달하게 되면, 이송 롤러(160)가 작동을 멈취 캐리어 필름(110)의 진행이 잠시 정지되고, 캐리어 필름의 일면(111) 상의 꺾이는 지점(115)으로부터 시트(200)의 미세한 박리가 발생한다.

이때 흡착 헤드(130)에 연결된 수직 구동암(135)의 작동에 의해, 흡착 헤드(130)의 흡착면이 시트(200)의 흡착될 영역(210) 표면에 접촉된다(도 5의 (a) 참조). 이후 흡착면에 구비된 절단기가 가동하여 흡착될 시트 영역(210)의 외곽선을 절단하고, 흡착면은 절단된 시트 영역(210)을 흡착한다.

이때 박리 테이블(140)과 단차 가공된 롤러(120)가 동시에 캐리어 필름의 진행 방향의 반대 방향(310)으로 절단된 시트 영역(210)의 길이만큼 이동함으로써, 박리의 효율성을 높인다(도 5의 (b) 참조).

이후 절단된 시트 영역(210)을 흡착한 흡착면은, 흡착 헤드(130)에 연결된 수직 구동암(135)의 작동에 의해, 캐리어 필름(110)으로부터 멀어짐으로써 박리 작업이 완료된다. 그 결과 캐리어 필름(110)에는 박리된 시트 영역(210) 만큼의 시트 미부착 영역(111c)이 발생하게 된다(도 5의 (c) 참조).

앞서 캐리어 필름의 진행 방향의 반대 방향(310)으로 이동하였던 박리 테이블(140)과 단차 가공된 롤러(120)는 이의 반대로 다시 이동(320)하여 원래의 위치로 돌아오고, 잠시 작동을 멈추었던 이송 롤러(160)가 다시 가동함으로써 캐리어 필름(110)이 진행을 재개한다.

한편, 박리된 시트(210)는, 흡착 헤드(130)에 연결된 수평 구동암(136)의 작동에 의해, 적층 테이블(150) 상으로 이송된 뒤 탈착 방출됨으로써, 적층 테이블(150) 상에 박리된 시트(210)가 적층된다.

이후 흡착 헤드(130)는 수평 구동암(136)의 작동에 의해 다시 원래의 위치로 돌아간 뒤 앞서의 흡착 및 박리 공정을 반복한다.

단계 c) 단차 가공된 롤러의 작동

앞서 일부 영역의 시트(210)가 박리된 영역(111c)을 갖게 된 캐리어 필름(110)은, 이후 단차 가공된 롤러(120)를 거치게 된다.

상기 캐리어 필름(110)은 상기 단차 가공된 롤러(120)의 원주 표면을 따라 굴곡되어 진행 방향이 굴절되며, 앞서 박리 테이블(140)의 각진 모서리에 의해 꺾이는 각도와 반대되는 각도로 캐리어 필름(110)을 굴곡시켜, 캐리어 필름이 다시 원래의 방향으로 진행하게 된다.

이때 상기 단차 가공된 롤러(120)의 제1롤러부(121)의 원주 표면이 상기 시트가 박리된 영역(111c)에만 접촉하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 제1롤러부(121)의 원주 표면이 상기 캐리어 필름(110)의 폭 방향을 기준으로 상기 시트가 박리된 영역(111c)의 양 끝단으로부터 2~10㎜의 거리(d2)만큼 이격된 중앙 영역에만 접촉하도록 구성된다(도 2 참조).

즉 단차 가공된 롤러(120)의 제2롤러부(122)의 외주 표면은, 캐리어 필름(110)에 아직 부착된 시트(즉 앞서 박리된 시트 영역을 제외한 잔여 시트)(220)와 대체적으로 접촉하지 않으나, 시트가 일부 들뜰 경우 이의 표면에 접촉하여 가라앉게(즉 캐리어 필름의 표면에 다시 부착되도록) 하는 역할을 수행한다.

단계 d) 이송 및 권취

이후 캐리어 필름(110)은 다수의 이송 롤러(160)에 작동에 의해 일정한 방향(300)으로 진행하게 되고, 또는 일부 이송 롤러(160)에 의해 진행 방향이 굴절된 뒤, 최종적으로 권취 롤(180)에 권취된다.

비교예 1: 단차가 없는 롤러를 이용한 시트 이송 장치

상기 실시예 1과 동일하게 장치를 구성하되, 상기 단차 가공된 롤러(120) 대신 단차가 없는 롤러(즉 축의 모든 길이에서 직경이 동일한 평범한 원통형 롤러)를 사용하여, 시트 이송 장치를 구성하였다.

시험예: 시트 이송 장치의 공정성 평가

이상의 구성 및 작동 관계를 갖는 실시예 1 및 비교예 1의 시트 이송 장치를 각각 일정시간 동안 구동시켜 공정성을 평가하였다.

그 결과, 실시예 1의 시트 이송 장치의 경우, 구동 시작 후 많은 시간이 경과하여도 공정성에 전혀 문제를 나타내지 않았으며, 시트의 박리가 매우 효율적이었고, 이송되는 시트의 품질도 양호한 상태를 유지할 수 있었다.

반면, 비교예 1의 시트 이송 장치의 경우, 구동 중에 박리 테이블(140) 및 이에 인접하여 위치한 롤러(단차가 없는 롤러) 주변에서, 캐리어 필름(110) 및 시트(200, 210, 220)에 주름이 발생하여 공정성이 매우 저하되었으며, 얼마 지나지 않아 공정이 결국 중단되었다. 또한 캐리어 필름(110)에 발생한 주름으로 인해 박리 공정이 원할하지 못하였으며, 그 결과 이송된 시트의 품질이 저하되었다.

이와 같이 캐리어 필름(110)에 주름이 발생한 이유로는, 상기 박리 테이블(140)에 인접한 롤러에 단차가 없는 상태로 이의 표면이 시트가 부착된 영역(111a)과 박리된 영역(111c)에 모두 접촉하면서 회전함에 따라, 시트 두께 만큼의 회전 반경의 차이에 따라 발생하는 시트가 부착된 영역(111a)과 박리된 영역(111c) 간의 장력의 차이가 시간이 지남에 따라 누적되었기 때문인 것으로 풀이된다.

이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

100: 시트 이송 장치, 110: 캐리어 필름,
111: 시트가 부착된 일면, 111a: 시트가 부착된 영역,
111b: (외곽 여분을 위해) 시트가 미부착된 영역,
111c: (시트가 박리되어) 시트가 미부착된 영역,
112: 타면(시트가 부착되지 않은 면),
115: (박리 테이블의 각진 모서리에 의해) 꺾이는 지점,
120: 단차 가공된 롤러, 121: 제1롤러부, 122: 제2롤러부,
123: 단차(제1롤러부와 제2롤러부의 반경의 차이), 125: 축,
130: 흡착 헤드, 135: 수직 구동암, 136: 수평 구동암,
140: 박리 테이블, 150: 적층 테이블, 160: 이송 롤러,
170: 권출 롤, 180: 권취 롤, 200: 시트,
210: (박리될 또는 박리된) 시트,
220: (박리되지 않은 잔여) 시트,
300: 캐리어 필름의 진행 방향,
310, 320: 박리 테이블 및 단차 가공된 롤러의 이동 방향.

Claims (13)

1. 시트가 캐리어 필름 상에 부분적으로 부착되어 이송되는 시트 이송 장치로서,
   제1롤러부; 및 상기 제1롤러부와 동일 축 상에 결합되고 상기 제1롤러부보다 직경이 큰 제2롤러부를 포함하는 단차 가공된 롤러를 포함하고, 상기 제2롤러부가 상기 캐리어 필름 상의 시트가 미부착된 영역에 접촉하고,
   상기 캐리어 필름이 일정한 방향(f)으로 진행하는 연속형의 길이를 갖는 필름이고, 상기 캐리어 필름의 일면(s1)에만 상기 시트가 부분적으로 부착되고 타면(s2)에는 상기 시트가 부착되지 않으며, 상기 일면(s1)은 시트가 부착된 영역(a1) 및 미부착된 영역(a2)을 하나 이상씩 포함하고,
   상기 방향(f)을 기준으로 상기 단차 가공된 롤러 이전의 지점에서 상기 일면(s1)에 대향하도록 위치한 흡착 헤드를 더 포함하고, 상기 흡착 헤드가 수직 구동암 및 수평 구동암에 의해 수직 및 수평 운동이 가능하게 설치되고, 상기 흡착 헤드가 상기 시트의 일부 영역(a3)을 흡착하여 상기 캐리어 필름으로부터 박리시키는, 시트 이송 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1롤러부와 상기 제2롤러부의 반경의 차이가 상기 시트의 두께와 동일하거나 상기 시트의 두께보다 큰, 시트 이송 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2롤러부가 상기 캐리어 필름 상에 접촉하는 영역이
   상기 캐리어 필름 상의 시트가 부착된 영역과 2㎜ 내지 10㎜의 거리만큼 이격된, 시트 이송 장치.
   
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 단차 가공된 롤러가 상기 제1롤러부, 상기 제2롤러부 및 상기 제1롤러부의 순서대로 동일 축 상에 결합된 것이고,
   상기 일면(s1)이 상기 캐리어 필름의 폭 방향을 기준으로, 양 외곽 영역에 상기 영역(a1)을 포함하고, 중앙 영역에 상기 영역(a2)을 포함하는, 시트 이송 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 시트가 미부착된 영역(a2)이, 상기 일부 시트 영역(a3)이 박리된 캐리어 필름의 영역을 포함하는, 시트 이송 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡착 헤드가 위치한 지점에서 상기 타면(s2)에 접촉하는 각진 모서리를 갖는 박리 테이블을 추가로 포함하고,
   상기 각진 모서리를 따라 상기 타면(s2)에 꺾이는 지점(c)이 형성되는, 시트 이송 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 단차 가공된 롤러가 이의 원주 표면을 따라 상기 캐리어 필름을 굴곡시켜 진행 방향을 굴절시키되,
   상기 지점(c)의 꺾이는 각도와 반대되는 각도로 상기 캐리어 필름을 굴곡시키는, 시트 이송 장치.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡착 헤드가, 상기 방향(f)을 기준으로, 상기 지점(c)으로부터 그 이전 영역의 시트 중 일부 영역(a3)을 흡착하는, 시트 이송 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 흡착 헤드가 상기 일부 시트 영역(a3)을 흡착하는 동안, 상기 박리 테이블이 상기 타면(s2)에 접촉한 채로 상기 방향(f)의 반대 방향으로 상기 영역(a3)의 길이만큼 이동하고;
    상기 흡착이 완료되면, 상기 박리 테이블이 다시 원래의 위치로 되돌아오는, 시트 이송 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단차 가공된 롤러가 상기 박리 테이블과 동일한 방향으로 동일한 거리만큼 이동하도록 구성된, 시트 이송 장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어 필름과 떨어진 곳에 위치한 적층 테이블을 더 포함하고,
    상기 박리된 일부 시트 영역(a3)이 상기 흡착 헤드에 의해 상기 적층 테이블로 이송되는, 시트 이송 장치.
    

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