KR101640123B1 - 필름 제조장치 - Google Patents

Abstract

필름 제조장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 필름 제조장치는, 필름을 공급 또는 회수하는 필름 이송유닛; 및 필름 이송유닛의 일측에 마련되어 필름의 표면처리 작업이 수행되는 스테이지 유닛을 포함하며, 필름 이송유닛은, 필름이 감겨지되, 감겨진 필름을 언와인딩(unwinding)하여 스테이지 유닛으로 공급하는 언와인더(unwinder); 및 언와인더와 이격되게 배치되며, 스테이지 유닛을 통과한 필름을 언와인더의 언와인딩 속도에 기초하여 선형으로 회수하는 선형 회수부를 포함한다.

Description

필름 제조장치{Apparatus for Manufacturing a Film}

본 발명은, 필름 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 불필요한 필름의 소모량을 줄이면서 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 있고, 필름 제조에 필요한 작업공간 및 작업시간을 줄여 생산효율을 높일 수 있으며, 필름의 변형을 방지하고 정확하게 필름을 제조할 수 있는 필름 제조장치에 관한 것이다.

필름이란 일반적으로 여러 가지 광학필름을 비롯하여 각종 플라스틱 필름 등 다양한 두께를 가지고 다양한 기능을 발휘하는 막 형태로 이루어진 합성 수지 피막을 일컫는 것이다.

이러한 필름은 기본적으로 내수성, 방습성 등의 성질을 가지며 필름을 형성하는 재료에 따라서 여러 가지 추가적인 성질을 가지게 된다.

특정한 성질을 추가적으로 포함시켜 특정용도에 사용되는 필름을 생산하기 위하여 처음부터 특정 물질을 혼합하여 필름을 제작할 수 있으나, 일반적으로 베이스 필름을 기초로 하고 다수의 필름을 접착시키거나, 특정 물질을 코팅시키거나, 필름의 표면에 특정한 패턴을 형성하는 등 여러 가지 표면처리 작업에 의해 필름을 제조하고 있다.

이때, 표면처리 작업이라 함은, 예를 들면, 자외선 흡수필름을 제조하기 위해서 자외선 흡수 도료를 도포하고 일정한 두께를 형성하기 위해 가압하며 자외선 흡수 도료를 경화시키는 단계를 거치는 것일 수 있다.

또한 최근, 디스플레이나 반도체 산업을 중심으로 저가의 제품을 구현하기 위해 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 디스플레이나 반도체 등의 제품 제조에 사용되는 가압성형에 의한 패턴 형성기법인 미세패턴 형성 인쇄법일 수도 있다.

미세패턴 형성 인쇄법은 구현하고자 하는 패턴이 역상으로 형성된 평면형상의 몰드를 미세패턴 형성용 레진이 도포된 기판에 가압하여 기판에 패턴을 형성하는 방식인데 평면형상의 몰드를 만들기 위하여 롤투롤 방식으로 필름을 이송하는 방식의 필름 제조장치가 일반적으로 사용되었다.

이렇게 롤투롤 방식으로 필름을 이송하면서 표면처리 작업이 이루어지는 방식의 필름 제조장치를 이용하는 경우에는 표면처리 작업에 필요한 여러 가지 단계의 공정들을 연속적으로 처리할 수 있기 때문에 생산효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1에 자세히 도시된 바와 같이, 종래의 롤투롤 방식에 의한 필름 제조장치(1')는, 스테이지 유닛(40')과, 제1 및 제2 열풍기(3, 4)와, 언와인더(100')와, 리와인더(150)와, 아이들 롤(300')을 포함한다.

이러한 종래의 롤투롤 방식에 의한 필름 제조장치(1')에 대하여 설명하면, 먼저 필름은 언와인더(100')에서 풀리면서 스테이지 유닛(40')으로 공급되는데, 스테이지 유닛은 언와인더(100')로부터 공급된 필름(2)에 표면처리 작업이 수행되는 장소이며, 도포물질의 도포 및 가압 등의 작업이 이루어지는 곳이다.

스테이지 유닛(40')을 통과한 필름(2)은 제1 및 제2 열풍기(3, 4)를 지나게 되는데, 제1 열풍기(3)에서는 도포물질의 가경화가 이루어지고, 제2 열풍기(4)에서는 도포물질의 본경화가 이루어진다.

마지막으로 이러한 과정을 모두 거쳐 생산된 필름(2)은 리와인더(150)에 감겨지게 된다.

그런데, 이러한 종래의 롤투롤 방식의 필름 제조장치에 있어서는, 일반적으로 필름의 제조가 끝날 때까지 필름이 연속적으로 리와인더에 감기게 되는 원형의 리와인더를 사용하였는데, 원형의 리와인더를 사용하는 경우에는 제조된 필름의 상태를 검사하기 위해서는 리와인더에 감긴 롤을 펼쳐서 확인하는 등 별도의 작업이 필요하여 작업시간이 길어지기 때문에 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 없었고, 제조된 제품이 불량한 경우에는 많은 양은 필름이 소모되어 제조효율이 낮아지는 문제점이 있다.

나아가 이러한 원형 리와인더의 문제점을 해결하기 위해 선형으로 필름을 회수하기 위해서는, 언와인더와의 속도를 동기화하기가 어렵고 필름을 이송함에 있어서 일정한 텐션을 유지하기 어려운 문제점이 있다.

또한 종래에는 필름의 제조과정에서 필름에 각종 도포물질을 도포하고 이들 도포물질을 경화시킬 필요가 있는 경우에 열풍기를 사용하였는데, 열풍기를 사용하는 경우에는 경화에 시간이 많이 걸리며, 특히 가경화 및 본경화의 단계를 거치기 위해서는 열풍기가 차지하는 작업공간이 많았기 때문에 필름 제조에 필요한 작업구간이 길어지게 되어 많은 양의 필름과 오랜 작업시간이 소모되는 문제점이 있다.

나아가 일정한 거리의 작업구간이 확보되지 않으면, 충분히 경화되지 않은 필름에 변형이 발생하여 불량률이 높아지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0061224호, 2012.06.13.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 불필요한 필름의 소모량을 줄이면서 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 있고, 필름 제조에 필요한 작업공간 및 작업시간을 줄여 생산효율을 높일 수 있으며, 필름의 변형을 방지하고 정확하게 필름을 제조할 수 있는 필름 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 필름을 공급 또는 회수하는 필름 이송유닛; 및 상기 필름 이송유닛의 일측에 마련되어 상기 필름의 표면처리 작업이 수행되는 스테이지 유닛을 포함하며, 상기 필름 이송유닛은, 상기 필름이 감겨지되, 감겨진 상기 필름을 언와인딩(unwinding)하여 상기 스테이지 유닛으로 공급하는 언와인더(unwinder); 및 상기 언와인더와 이격되게 배치되며, 상기 스테이지 유닛을 통과한 상기 필름을 상기 언와인더의 언와인딩 속도에 기초하여 선형으로 회수하는 선형 회수부를 포함하는 필름 제조장치가 제공될 수 있다.

상기 선형 회수부는, 상기 필름을 클램핑하는 필름 클램핑 모듈; 상기 필름 클램핑 모듈의 일측에 배치되어 상기 필름 클램핑 모듈을 이동시키는 구동모듈; 상기 필름 클램핑 모듈과 상기 구동모듈 중 적어도 어느 하나에 연결되어, 상기 표면처리 작업시 상기 언와인딩 속도에 기초하여 상기 필름의 텐션(tension)을 조절하는 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈을 포함할 수 있다.

상기 스테이지 유닛은 상기 필름의 표면처리 작업시 주행 가능하게 마련되며, 상기 선형 회수부는, 상기 스테이지 유닛에서 상기 필름의 표면처리 작업시 상기 필름 클램핑 모듈의 이동속도가 상기 스테이지 유닛의 주행속도보다 미리 결정된 크기만큼 빠르도록 상기 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈은, 상기 필름 클램핑 모듈의 이동속도와 상기 스테이지 유닛의 주행속도의 차이를 상쇄시키는 쿠션 스프링을 포함할 수 있다.

상기 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈은, 상기 구동모듈에 결합되는 고정블록; 상기 필름 클램핑 모듈에 결합되되, 상기 고정블록에 대하여 접근 또는 이격 가능하게 배치되는 이동블록; 및 상기 구동모듈과 상기 이동블록에 각각 결합되며, 상기 고정블록에 대한 상기 이동블록의 이동경로를 가이드하는 이동블록 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 필름 클램핑 모듈은, 상기 이동블록의 일측에 배치되는 제1 블록; 상기 제1 블록에 대하여 회동가능하게 배치되며, 회동동작에 의하여 상기 제1 블록과 접촉 및 접촉해제 가능하도록 상기 제1 블록의 일측에 배치되는 제2 블록; 및 상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 각각 연결되어 상기 제2 블록의 회동동작을 제어하는 토글 클램프를 포함할 수 있다.

상기 구동모듈은, 상기 필름 클램핑 모듈과 결합되어 상기 필름 클램핑 모듈을 이동시키는 구동블록; 및 상기 구동블록과 연결되어 상기 구동블록의 이동경로를 가이드하는 구동블록 가이드를 포함할 수 있다.

상기 필름 이송유닛은, 상기 언와인더와 상기 선형 회수부 사이에 배치되며, 상기 필름을 안내하는 적어도 하나의 아이들 롤(idle roll)을 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지 유닛에 인접하게 마련되며, 상기 필름을 상기 스테이지 유닛으로 가압 접촉시키는 필름 가압유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 필름 가압유닛은, 상기 필름의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 마련되며, 상기 필름의 하부에 배치되는 상기 스테이지 유닛으로 상기 필름을 가압하여 접촉 및 접촉해제되게 하는 가압 롤러를 포함할 수 있다.

상기 스테이지 유닛의 일측에 마련되며, 상기 필름으로 도포물질을 도포하는 도포유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지 유닛의 일측에 마련되며, 상기 필름에 도포된 도포물질을 경화시키는 경화유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 경화유닛은 UV LED를 포함하며, 상기 도포물질은 UV 경화형 레진인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 표면처리 작업은 상기 필름의 표면에 미세패턴 형성용 패턴을 형성하는 작업이며, 상기 필름은 미세패턴 형성용 패턴이 형성되기 위한 베이스 필름인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 여러 가지 제조공정을 거쳐 생산되는 필름의 이송속도를 동기화하고 필름의 텐션을 조절하면서 선형으로 회수함으로써, 불필요한 필름의 소모량을 줄이면서 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 있다.

또한 필름 제조에 필요한 작업공간 및 작업시간을 줄여 생산효율을 높일 수 있으며, 필름의 변형을 방지하고 정확하게 필름을 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 필름 제조장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름 제조장치를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 3은 도 2의 선형 회수부를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 필름 클램핑 모듈의 위치에서 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 필름 클램핑 모듈의 위치에서 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 종래의 필름 제조장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름 제조장치를 간략하게 도시한 측면도이며, 도 3은 도 2의 선형 회수부를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 필름 클램핑 모듈의 위치에서 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 필름 클램핑 모듈의 위치에서 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름 제조장치(1)는, 필름 이송유닛(10)과, 스테이지 유닛(40)과, 필름 가압유닛(50)과, 도포유닛(미도시)과, 경화유닛(70)을 포함한다.

스테이지 유닛(40)은 필름 이송유닛(10)의 일측에 마련되어 필름(2)의 표면처리 작업이 수행되는 장소이며, 스테이지 유닛(40)은 필름(2)의 표면처리 작업시 주행 가능하게 마련된다.

표면처리 작업이라 함은, 앞에서 설명한 바와 같이, 베이스 필름을 기초로 하고 다수의 필름을 접착시키거나, 특정 물질을 코팅시키거나, 필름의 표면에 특정한 패턴을 형성하는 등의 여러 가지 방법의 작업을 말하며, 예를 들어 자외선 흡수필름을 제조하기 위해서 자외선 흡수 도료를 도포하고 일정한 두께를 형성하기 위해 가압하며 자외선 흡수 도료를 경화시키는 단계를 거치는 것일 수 있다.

본 실시 예에서는, 표면처리 작업은 필름의 표면에 미세패턴 형성용 패턴을 형성하는 작업인 것을 기준으로 설명할 것이고, 이때 필름은 미세패턴 형성용 패턴이 형성되기 위한 베이스 필름이다.

다만 본 발명의 권리범위는 미세패턴 형성용 패턴을 형성하는 표면처리 작업이 이루어지는 필름 제조장치에 한정되지 않으며, 롤투롤 방식으로 필름을 이송하면서 다양한 방법의 표면처리 작업이 이루어지는 모든 필름 제조장치에 적용될 수 있을 것이다.

나아가, 합성 수지 등에 의해 이루어진 필름에만 한정되지 않고, 얇은 금속 및 기타 어떠한 재료에 의해 제작된 필름에 다양한 표면처리 작업을 수행하여 사용할 수도 있다.

스테이지 유닛(40)이 주행 가능하게 마련됨으로써, 후술할 가압 롤러(500)와 함께 필름의 표면에 미세패턴 형성용 패턴을 형성하거나 원하는 기능을 얻기 위한 특정 물질을 코팅하는 등의 표면처리 작업이 연속적으로 수행됨과 동시에 필름이 연속적으로 이송될 수 있게 된다.

필름 이송유닛(10)은, 필름(2)의 표면처리 작업이 수행되는 스테이지 유닛(40)으로 필름(2)을 공급하고, 표면처리 작업이 수행된 필름(2)을 회수하는 역할을 한다.

이러한 필름 이송유닛(10)은, 언와인더(100)와, 아이들 롤(300)과, 선형 회수부(200)를 포함한다.

언와인더(100)는 필름이 감겨지되, 감겨진 필름을 언와인딩(unwinding)하여 스테이지 유닛(40)으로 공급하는 역할을 한다.

아이들 롤(300)은, 언와인더(100)와 선형 회수부(200) 사이에 배치되며, 필름(2)의 이송 방향을 바꿔주면서 필름의 이송을 안내하는 역할을 한다.

아이들 롤(300)의 개수와 위치는, 본 실시 예의 아이들 롤(300)의 개수와 위치에 한정되는 것이 아니고 필름(2)의 이송 방향을 바꿔줄 필요가 있는 장소의 개수와 위치에 따라 다양하게 변형 가능할 것이다.

선형 회수부(200)는 언와인더(100)와 이격되게 배치되며, 스테이지 유닛(40)을 통과한 필름(2)을 언와인더(100)의 언와인딩 속도에 기초하여 선형으로 회수하는 역할을 한다.

선형 회수부(200)를 마련함으로써 제조된 필름이 선형으로 회수되어 일정한 면적을 유지하면서 펼쳐져 있게 되고 그 상태에서 품질검사 및 재단이 가능하므로, 종래의 원형의 리와인더를 사용하는 경우와 달리 제조된 필름의 상태를 검사하기 위해서 리와인더에 감긴 롤을 펼쳐서 확인하는 등 별도의 작업이 생략되어 작업시간이 단축되고 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 있게 된다.

또한 제조된 제품이 불량한 경우에는 품질검사시에 불량한 부분의 필름을 바로 잘라내고 새로운 조건으로 필름 제조를 시작할 수 있어서, 불필요한 필름의 소모량을 줄이고 제조효율을 높일 수 있게 된다.

이러한 선형 회수부(200)는, 필름 클램핑 모듈(210)과, 구동모듈(230)과, 제어모듈(미도시)과, 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)을 포함한다.

필름 클램핑 모듈(210)은 필름(2)을 클램핑하는 역할을 하며, 제1 블록(211)과, 제2 블록(212)과, 토글 클램프(213)를 포함한다.

제1 블록(211)은 이동블록(252)의 일측에 배치되고, 제2 블록(212)은 제1 블록(211)에 대하여 회동가능하게 배치되며, 회동동작에 의하여 제1 블록(211)과 접촉 및 접촉해제 가능하도록 제1 블록(211)의 일측에 배치된다.

토글 클램프(213)는, 제1 블록(211)과 제2 블록(212) 사이에 각각 연결되어 제2 블록(212)의 회동동작을 제어하는 역할을 한다.

도 4 및 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 토글 클램프(213)는 조작 손잡이(213a)와 회동 바(213b)를 포함하며, 조작 손잡이(213a)와 회동 바(213b)가 모두 아래로 향하는 점선 위치에 위치한 경우에는 제1 블록(211)과 제2 블록(212)이 접촉해제된 상태이고, 조작 손잡이(213a)를 수평위치로 회동시키면 회동 바(213b)는 반대 방향으로 회동하면서 제1 블록(211)과 제2 블록(212)이 접촉되면서 필름(2)를 클램핑하게 된다.

제1 블록(211)과 제2 블록(212)의 접촉 면에는 단차(214)가 형성됨으로써 필름(2)을 더욱 견고하게 클램핑할 수 있다.

구동모듈(230)은, 필름 클램핑 모듈(210)의 일측에 배치되어 필름 클램핑 모듈(210)을 이동시키는 역할을 하며, 구동블록(231)과 구동블록 가이드(232)를 포함한다.

구동블록(231)은 필름 클램핑 모듈(210)과 결합되어 필름 클램핑 모듈(210)을 이동시키는 역할을 하며, 제1 구동블록(231a)과 제2 구동블록(231b)을 포함한다.

구동블록 가이드(232)는 구동블록(231)과 연결되어 구동블록(231)의 이동경로를 가이드하는 역할을 한다.

구동블록(231)이 구동블록 가이드(232)를 따라 이동하는 방식은, LM 블록과 LM 가이드, 웜 기어, 공압 및 유압실린더 등을 사용하는 다양한 방식이 사용될 수 있다.

케이블 덕트(233)는 구동블록 가이드(232)의 일측에 배치되되, 구동블록(231)과 결합되어 구동블록(231)의 위치에 따라 함께 이동하는데, 케이블 덕트(300)의 내부에는 구동블록(231)으로 전기를 공급하는 전원 케이블이나 공압 및 유압을 공급하는 파이프 등이 배치될 수 있다.

제어모듈(미도시)은, 스테이지 유닛(40)에서 필름(2)의 표면처리 작업시 필름 클램핑 모듈(210)의 이동속도가 스테이지 유닛(40)의 주행속도보다 미리 결정된 크기만큼 빠르도록 구동모듈(230)을 제어하는 역할을 한다.

이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)은, 필름 클램핑 모듈(210)과 구동모듈(250) 중 적어도 어느 하나에 연결되어, 표면처리 작업시 언와인딩 속도에 기초하여 필름의 텐션(tension)을 조절하는 역할을 한다.

이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)을 마련함으로써, 원형 리와인더의 문제점을 해결하기 위해 선형으로 필름을 회수할 때 발생하는, 언와인더와의 속도를 동기화하기가 어렵고 필름을 이송함에 있어서 일정한 텐션을 유지하기 어려운 문제점을 해결할 수 있게 된다.

이러한 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)은, 고정블록(251)과, 이동블록(252)과, 이동블록 가이드(253)와 쿠션 스프링(254)을 포함한다.

고정블록(251)은 구동모듈(230)의 제2 구동블록(231b)에 결합되며, 이동블록(252)은 필름 클램핑 모듈(210)의 제1 블록(211)에 결합된다.

이동블록(252)은 고정블록(251)에 대하여 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 이동블록 가이드(253)는 구동모듈(230)과 이동블록(252)에 각각 결합되어 고정블록(251)에 대한 이동블록(252)의 이동경로를 가이드하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 이동블록(252)은 제1 이동블록(252a)과 제2 이동블록(252b)을 포함하고, 고정블록(251)은 제1 고정블록(251a)과 제2 고정블록(251b)을 포함한다.

제1 고정블록(251a)과 제2 고정블록(251b) 사이에는 제2 이동블록(252b)과 지지 바(255)가 배치되고, 제2 이동블록(252b)은 지지 바(255)에 의해 가이드 되어 제1 고정블록(251a)과 제2 고정블록(251b) 사이에서 왕복운동이 가능하게 된다.

제1 고정블록(251a)과 제2 이동블록(252b) 사이에는 쿠션 스프링(254)이 배치되며, 쿠션 스프링(254)에 의해 제2 이동블록(252b)이 제2 고정블록(251b) 쪽으로 탄성 바이어스된다.

쿠션 스프링(254)이 마련됨으로써, 필름 클램핑 모듈(210)의 이동속도와 스테이지 유닛(40)의 주행속도의 차이를 상쇄시킬 수 있는 이점이 있다.

이동블록 가이드(253)는 구동모듈(230)의 제2 구동블록(231b)과 이동블록(252)의 제1 이동블록(252a)에 각각 결합되어 제2 구동블록(231b)에 대한 제1 이동블록(252a)의 이동경로를 가이드 함으로써, 고정블록(251)에 대한 이동블록(252)의 이동경로를 가이드하는 역할을 한다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 이러한 구성을 가지는 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)의 작동에 대하여 설명한다.

도 2에 자세히 도시된 필름 클램핑 모듈(210)의 위치는 필름(2)이 이송되기 전, 즉 선형 회수가 시작되기 전의 위치이고, 이때의 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)의 작동 상태는 도 4에 도시된 바와 같다.

도 2와 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 필름(2)이 이송되기 전, 즉 선형 회수가 시작되기 전에는 필름 클램핑 모듈(210)이 필름(2)을 클램핑한 상태로 정지하고 있기 때문에 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)은 작동되지 않는다.

도 3에 자세히 도시된 필름 클램핑 모듈(210)의 위치는 필름(2)이 이송되는 동안 즉, 선형 회수가 진행되는 동안의 위치이고, 이때의 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)의 작동 상태는 도 5에 도시된 바와 같다.

도 3과 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 필름(2)이 이송되는 동안 즉, 선형 회수가 진행되는 동안에는 필름 클램핑 모듈(210)이 필름(2)을 클램핑한 상태이고 구동블록(231)이 A 방향으로 이동하게 된다.

선형 회수가 시작되면, 구동블록(231)이 구동블록 가이드(232)를 따라 스테이지 유닛(40)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 필름 클램핑 모듈(210)이 필름(2)을 클램핑한 상태로 스테이지 유닛(40)으로부터 멀어지는 방향으로 필름(2)을 잡아당기게 된다.

잡아당겨지는 필름(2)에는 장력이 발생하게 되고, 이러한 장력은 필름 클램핑 모듈(210)의 제1 블록(211)과 연결된 제1 이동블록(252a)과 제2 이동블록(252b)에 전달되어 제2 이동블록(252b)이 B 방향으로 움직이려는 힘이 발생하게 되어 제1 고정블록(251a)으로 접근하게 된다.

이때 제1 고정블록(251a)과 제2 이동블록(252b) 사이에는 쿠션 스프링(254)이 배치되어 있으므로 제2 이동블록(252b)이 제1 고정블록(251a)으로 접근할수록 반발력을 발생시켜 필름(2)의 장력을 유지시켜주게 된다.

또한 제어모듈(미도시)은, 구동모듈(230)의 이동속도가 스테이지 유닛(40)의 주행속도보다 1.05배 빠르도록 구동모듈(230)의 이동속도를 제어하게 되는데, 이때 발생하는 속도차이는 제2 이동블록(252b)이 제1 고정블록(251a)으로 접근하는 속도와 동일하고 서로 반대 방향이므로 결국 스테이지 유닛(40)의 주행속도와 구동모듈(230)의 이동속도의 차이는 상쇄된다.

구동블록(231)이 구동블록 가이드(232)를 따라 끝까지 이동하게 되면 선형 회수가 끝나게 되고, 선형 회수가 진행되는 동안 좁아졌던 제1 고정블록(251a)과 제2 이동블록(252b) 사이의 간격은 쿠션 스프링(254)에 의해 다시 벌어지게 되고 일정한 장력을 유지하게 된다.

따라서 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)을 마련함으로써 필름(2)의 이송속도를 일정하게 유지하면서 필름(2)의 텐션을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

본 실시 예에서는 쿠션 스프링(254)을 사용하였는데 쿠션 스프링(254)의 재질, 두께, 굵기 및 길이 등의 변수에 따라 스프링 상수가 변화될 수 있으며, 이러한 스프링 상수의 변화에 맞춰서 구동모듈(230)의 이동속도가 변화될 수 있으므로 앞에서 제시한 1.05배라는 수치는 하나의 예시에 불과하고 본 발명은 이에 한정되지 않을 것이다.

또한 이러한 속도의 차이는 제어모듈(미도시)에 의해 자동으로 설정될 수 있을 것이고, 보다 정밀한 제어가 필요한 경우에는 쿠션 스프링(254)이 아닌 별도의 서보모터를 이용한 압력 조절장치 등을 이용할 수 있을 것이다.

필름 가압유닛(50)은, 스테이지 유닛(40)에 인접하게 마련되며, 필름(2)을 스테이지 유닛(40)으로 가압 접촉시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서 필름 가압유닛(50)은 가압 롤러(500)를 포함하는데, 가압 롤러(500)는 필름(2)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 마련되며, 필름(2)의 하부에 배치되는 스테이지 유닛(40)으로 필름(2)을 가압하여 접촉 및 접촉해제되게 한다.

도포유닛(미도시)은 스테이지 유닛(40)의 일측에 마련되며, 필름(2)으로 도포물질을 도포하는 역할을 한다.

경화유닛(70)은 스테이지 유닛(40)의 일측에 마련되며, 필름(2)에 도포된 도포물질을 경화시키는 역할을 한다.

본 실시 예에서는, 경화유닛(70)은 UV LED(700)를 포함하며, 도포물질은 UV 경화형 레진이 사용된다.

UV LED(700)와 UV 경화형 레진을 사용함으로써 간단하고도 효과적으로 UV 경화형 레진을 경화시킬 수 있으므로, 종래에 가경화 및 본경화의 단계를 거치기 위해 기존의 열풍기가 차지하던 공간을 생략할 수 있어 작업구간이 짧아지고 경화에 필요한 시간을 줄일 수 있어 작업시간이 단축되고 생산효율을 높일 수 있게 된다.

나아가 작업구간이 짧아지더라도 충분히 경화가 가능하므로, 필름의 변형을 방지하고 정확하게 필름을 제조할 수 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 이러한 구성을 가지는 필름 제조장치(1)의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 선형 회수가 시작되기 전에 필름 클램핑 모듈(210)이 스테이지 유닛(40)과 가까운 곳에 위치하고 필름(2)을 클램핑하게 된다.

필름(2)을 클램핑한 상태에서 선형 회수가 시작되면 구동블록(231)이 구동블록 가이드(232)를 따라 스테이지 유닛(40)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 필름 클램핑 모듈(210)이 필름(2)을 클램핑한 상태로 스테이지 유닛(40)으로부터 멀어지는 방향으로 필름(2)을 잡아당기게 된다.

필름(2)이 잡아당겨지면 언와인더(100)에서 언와인딩된 필름(2)이 스테이지 유닛(40)으로 공급되면서 도포유닛(미도시)에 의해 도포물질이 도포되는데 본 실시예에서 도포물질은 UV 경화형 레진이 사용된다.

도포물질이 도포된 필름은 가압롤러(500)에 의해 스테이지 유닛(40) 측으로 가압되면서 더욱 밀착되고 균일한 두께를 형성할 수 있다.

가압롤러(500)를 지난 필름은 UV LED(700)에 의해 자외선이 조사되고 필름에 도포된 UV 경화형 레진은 빠르고 효과적으로 경화된다.

UV LED(700)를 통과한 필름은 결국 선형 회수부(200)로 회수되어 제조된 필름의 품질검사가 이루어지거나 최종 제품으로 재단될 수 있다.

구동블록(231)이 구동블록 가이드(232)를 따라 끝까지 이동하게 되면 선형 회수가 끝나게 된다.

선형 회수가 진행되는 동안 선형 회수부(200)의 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈(250)은 필름(2)의 이송속도를 일정하게 유지하면서 필름(2)의 텐션을 일정하게 유지할 수 있게 한다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 여러 가지 제조공정을 거쳐 생산되는 필름의 이송속도를 동기화하고 필름의 텐션을 조절하면서 선형으로 회수하는 함으로써, 불필요한 필름의 소모량을 줄이면서 제조된 필름의 품질검사를 빠르고 간편하게 할 수 있다.

또한 경화유닛과 도포물질로 UV LED 및 UV 경화형 레진을 사용함으로써, 필름 제조에 필요한 작업공간 및 작업시간을 줄여 생산효율을 높일 수 있으며, 필름의 변형을 방지하고 정확하게 필름을 제조할 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1: 필름 제조장치 2: 필름
10: 필름 이송유닛 40: 스테이지 유닛
50: 필름 가압유닛 100: 언와인더
200: 선형 회수부 210: 필름 클램핑 모듈
211: 제1 블록 212: 제2 블록
213: 토글 클램프 230: 구동모듈
231: 구동블록 232: 구동 블록 가이드
250: 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈 251: 고정블록
252: 이동블록 253: 이동블록 가이드
254: 쿠션 스프링 300: 아이들 롤
500: 가압롤러 700: UV LED

Claims (14)

1. 필름을 공급 또는 회수하는 필름 이송유닛; 및
   상기 필름 이송유닛의 일측에 마련되어 상기 필름의 표면처리 작업이 수행되는 스테이지 유닛을 포함하며,
   상기 필름 이송유닛은,
   상기 필름이 감겨지되, 감겨진 상기 필름을 언와인딩(unwinding)하여 상기 스테이지 유닛으로 공급하는 언와인더(unwinder); 및
   상기 언와인더와 이격되게 배치되며, 상기 스테이지 유닛을 통과한 상기 필름을 상기 언와인더의 언와인딩 속도에 기초하여 선형으로 회수하는 선형 회수부를 포함하고,
   상기 선형 회수부는,
   상기 필름을 클램핑하는 필름 클램핑 모듈;
   상기 필름 클램핑 모듈의 일측에 배치되어 상기 필름 클램핑 모듈을 이동시키는 구동모듈; 및
   상기 필름 클램핑 모듈과 상기 구동모듈 중 적어도 어느 하나에 연결되어, 상기 표면처리 작업시 상기 언와인딩 속도에 기초하여 상기 필름의 텐션(tension)을 조절하는 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈을 포함하며,
   상기 이송속도 동기화 및 텐션 조절 모듈은,
   상기 구동모듈에 결합되는 고정블록;
   상기 필름 클램핑 모듈에 결합되되, 상기 고정블록에 대하여 접근 또는 이격 가능하게 배치되는 이동블록;
   상기 구동모듈과 상기 이동블록에 각각 결합되며, 상기 고정블록에 대한 상기 이동블록의 이동경로를 가이드하는 이동블록 가이드; 및
   일단부가 상기 고정블록에 지지되고 타단부가 상기 이동블록에 지지되는 쿠션 스프링을 포함하는 필름 제조장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 스테이지 유닛은 상기 필름의 표면처리 작업시 주행 가능하게 마련되며,
   상기 선형 회수부는,
   상기 스테이지 유닛에서 상기 필름의 표면처리 작업시 상기 필름 클램핑 모듈의 이동속도가 상기 스테이지 유닛의 주행속도보다 미리 결정된 크기만큼 빠르도록 상기 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 더 포함하는 필름 제조장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 필름 클램핑 모듈은,
   상기 이동블록의 일측에 배치되는 제1 블록;
   상기 제1 블록에 대하여 회동가능하게 배치되며, 회동동작에 의하여 상기 제1 블록과 접촉 및 접촉해제 가능하도록 상기 제1 블록의 일측에 배치되는 제2 블록; 및
   상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 각각 연결되어 상기 제2 블록의 회동동작을 제어하는 토글 클램프를 포함하는 필름 제조장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 구동모듈은,
   상기 필름 클램핑 모듈과 결합되어 상기 필름 클램핑 모듈을 이동시키는 구동블록; 및
   상기 구동블록과 연결되어 상기 구동블록의 이동경로를 가이드하는 구동블록 가이드를 포함하는 필름 제조장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 필름 이송유닛은,
   상기 언와인더와 상기 선형 회수부 사이에 배치되며, 상기 필름을 안내하는 적어도 하나의 아이들 롤(idle roll)을 더 포함하는 필름 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 스테이지 유닛에 인접하게 마련되며, 상기 필름을 상기 스테이지 유닛으로 가압 접촉시키는 필름 가압유닛을 더 포함하는 필름 제조장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 필름 가압유닛은,
    상기 필름의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 마련되며, 상기 필름의 하부에 배치되는 상기 스테이지 유닛으로 상기 필름을 가압하여 접촉 및 접촉해제되게 하는 가압 롤러를 포함하는 필름 제조장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지 유닛의 일측에 마련되며, 상기 필름으로 도포물질을 도포하는 도포유닛을 더 포함하는 필름 제조장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 스테이지 유닛의 일측에 마련되며, 상기 필름에 도포된 도포물질을 경화시키는 경화유닛을 더 포함하는 필름 제조장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 경화유닛은 UV LED를 포함하며,
    상기 도포물질은 UV 경화형 레진인 것을 특징으로 하는 필름 제조장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리 작업은 상기 필름의 표면에 미세패턴 형성용 패턴을 형성하는 작업이며,
    상기 필름은 미세패턴 형성용 패턴이 형성되기 위한 베이스 필름인 것을 특징으로 하는 필름 제조장치.

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