KR101682739B1 - 주름 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

주행하는 웹(W)에 발생한 주름을 제거할 수 있는 주름 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
주행하는 웹(W)에 회전하면서 압박하는 예열 주름 제거롤(38)을 구비하고, 상기 예열 주름 제거롤(38)의 회전속도가 웹(W)의 주행속도보다 빠르고, 또한 예열 주름 제거롤(38)의 온도가 웹(W)의 온도 이상이다.

Description

주름 제거 장치{CREASES ELIMINATING APPARATUS}
본 발명은 긴 형태의 웹(web)의 주름을 제거하는 주름 제거 장치에 관한 것이다.
종래부터 원재료를 가열 드럼에 접촉시켜 주름을 제거하는 주름 제거 장치가 제안되어 있다. 이 주름 제거 장치는 원재료를 가열 드럼을 거쳐 주행시킴으로써 원재료에 발생한 주름을 제거하는 장치이다(예를 들어, 일본 공개특허공보 평4-240260호).
최근의 액정표시장치 등에서는 광학 필름이 사용되고 이 광학 필름을 제조할 때, 긴 형태의 필름을 세로 방향으로 연신시키는 경우가 있다. 필름을 세로 방향으로 연신시킬 때, 필름의 세로 방향을 따라서 주름이 발생하는 경우가 있다. 그러나, 이와 같은 필름에 발생한 주름은 상기 주름 제거 장치를 사용해도 제거할 수 없다는 문제점이 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 주행하는 웹에 발생한 주름을 제거할 수 있는 주름 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 주행하는 웹에 대해 회전하면서 압박하는 주름 제거롤을 구비하고, 상기 주름 제거롤의 회전 방향이 상기 웹을 압박하는 부분에서 상기 웹의 주행 방향과 동일한 방향이며, 상기 주름 제거롤의 회전속도가 상기 웹의 주행속도보다 빠르고, 상기 주름 제거롤의 온도가 상기 웹의 온도 이상인, 주름 제거 장치이다.
본 발명의 주름 제거 장치에 따르면 주행하는 웹의 주행속도보다 빠른 회전속도로 회전하는 주름 제거롤이 웹의 온도보다 높게 가열되고, 또한 빠른 회전속도로 회전하므로 주름을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시한 연신 시스템의 설명도이다.
도 2는 예열 주름 제거롤의 측면에서 본 도면이다.
도 3은 예열 주름 제거롤을 평면에서 본 도면이다.
도 4는 예열 주름 제거롤의 표면의 확대도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태의 웹(W)의 주름 제거 장치에 대해서 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명한다.
웹(W)은 합성수지제의 필름이고, 예를 들어 리튬이온전지에 사용되는 세퍼레이터로서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 이루어진다. 웹(W)의 폭은 예를 들어 300 내지 500㎜이다.
본 실시형태의 주름 제거 장치는 광학필름 등의 긴 형태의 웹(W)을 세로 방향으로 가열하면서 연신시키는 연신 시스템(10)에 편성되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 연신 시스템(10)은 웹(W)의 권출장치(12), 세로 연신장치(14), 예열장치(16), 가열세로연신장치(18), 고정장치(20), 냉각장치(22) 및 권취장치(24)로 구성되어 있다. 연신 시스템(10)은 웹(W)의 주행속도를 10 m/분에서 30 m/분으로 높이는 동안, 웹(W)을 가열하면서 세로 방향으로 연신시킨다. 이하, 차례로 각 장치(12 내지 24)에 대해서 설명한다.
(1) 권출장치(12)와 세로연신장치(14)
우선, 권출장치(12)와 세로연신장치(14)에 대해서 도 1 및 도 3에 기초하여 설명한다.
권출장치(12)는 심(26)에 세로 연신을 실시하기 위한 웹(W)이 감기고, 웹은 상기 권출장치(12)로부터 권출되는 속도 V0으로 세로연신장치(14)로 권출된다. 권출속도 V0은 예를 들어 10m/분이다.
세로연신장치(14)는 가이드롤(28), 제1 연신롤(30), 제2 연신롤(32), 제3 연신롤(34) 및 제4 연신롤(36)로 구성되어 있다. 가이드롤(28), 제1 연신롤(30) 내지 제4 연신롤(36)의 온도는 실온(예를 들어, 20℃ 내지 30℃)으로, 가열이나 냉각되어 있지 않다. 또한, 각 롤(28 내지 36)의 축방향의 길이는 예를 들어 600㎜이다.
가이드롤(28)은 권출장치(12)로부터 권출된 웹(W)을 주행속도 V0으로 제1 연신롤(30)에 안내한다.
회전속도 V1(단, V1＞V0임)으로 회전하고 있는 제1 연신롤(30)은 주행속도 V0의 웹(W)을 상방으로 인장하여 세로 방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V1으로 높인다.
회전속도 V2(단, V2＞V1임)로 회전하고 있는 제2 연신롤(32)은 제1 연신롤(30)로부터 반송된 주행속도 V1의 웹(W)을 하방으로 인장하여 세로 방향으로 더욱 연신하고 또한 웹(W)의 주행속도도 V2로 높인다.
회전속도 V3(단, V3＞V2임)로 회전하고 있는 제3 연신롤(34)은 제2 연신롤(32)로부터 반송된 주행속도 V2의 웹(W)을 상방으로 인장하여 세로 방향으로 더욱 연신하고 또한 웹(W)의 주행속도도 V3로 높인다.
회전속도 V4(단, V4＞V3임)로 회전하고 있는 제4 연신롤(36)은 제3 연신롤(34)로부터 반송된 주행속도 V3의 웹(W)을 하방으로 인장하여 세로 방향으로 추가로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도도 V4로 높인다.
이상에 의해 세로연신장치(14)는 웹(W)의 주행속도를 V0에서 V4로 높이면서, 4단계로 세로방향으로 연신한다.
(2) 예열장치(16)
다음에, 예열장치(16)에 대해서 도 1에 기초하여 설명한다.
예열장치(16)는, 웹(W)의 예열과 주름 제거를 겸한 예열 주름 제거롤(38), 예열을 실시하는 예열롤(40)과 예열롤(42)로 구성된다. 또한, 각 롤(38 내지 42)의 축방향의 길이는 600㎜이다.
세로연신장치(14)에 의해 세로방향으로 연신된 웹(W)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 세로 방향으로 주름이 발생하고 있으므로, 제1 주름 제거 장치인 예열 주름 제거롤(38)이 웹(W)을 110 ℃로 예열하고 또한 세로 방향의 주름을 제거한다. 이에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
그 후, 예열롤(40)이 웹(W)을 125℃로 예열하고, 다음에 예열롤(42)이 웹(W)을 140 ℃로 예열한다. 또한, 예열롤(40)과 예열롤(42)의 회전속도는 웹(W)의 주행속도 V4와 동일한 속도이다.
이상에 의해, 예열장치(16)에 의해 웹(W)의 주름이 제거되고 또한 웹(W)이 140 ℃로 예열된다.
(3) 가열세로연신장치(18)
다음에, 가열세로연신장치(18)에 대해서 도 1에 기초하여 설명한다.
가열세로연신장치(18)는 제1 가열연신롤(44), 제2 가열연신롤(46), 제3 가열연신롤(48), 제4 가열연신롤(50), 제5 가열연신롤(52)로 구성되고, 각 롤은 140 ℃로 가열되어 있다. 또한, 각 롤(44 내지 50)의 축방향의 길이는 예를 들어 600㎜이다.
회전속도 V5(단, V5＞V4임)로 회전하고 있는 제1 가열연신롤(44)은 예열장치(16)로부터 반송된 주행속도(V4)의 웹(W)을 하방으로 인장하여 세로방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V5로 높인다.
회전속도 V6(단, V6＞V5임)로 회전하고 있는 제2 가열연신롤(46)은 제1 가열연신롤(44)로부터 반송된 주행속도 V5의 웹(W)을 상방으로 인장하여 세로 방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V6로 높인다.
회전속도 V7(단, V7＞V6임)으로 회전하고 있는 제3 가열연신롤(48)은 제2 가열연신롤(46)로부터 반송된 주행속도 V6의 웹(W)을 하방으로 인장하여 세로방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V7로 높인다.
회전속도 V8(단, V8＞V7임)으로 회전하고 있는 제4 가열연신롤(50)은 제3 가열연신롤(48)로부터 반송된 주행속도 V7의 웹(W)을 상방으로 인장하여 세로 방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V8로 높인다.
회전속도 V9(단, V9＞V8임)으로 회전하고 있는 제5 가열연신롤(52)은 제4 가열연신롤(50)로부터 반송된 주행속도 V8의 웹(W)을 하방으로 인장하여 세로 방향으로 연신하고, 또한 웹(W)의 주행속도를 V9로 높인다. 주행속도 V9는 예를 들어 30m/분이다.
이상에 의해 가열세로연신장치(18)는 웹(W)의 주행속도를 V4에서 V9로 높이고, 웹(W)을 가열하면서 세로방향으로 연신시킨다.
(4) 고정장치(20)
다음에, 고정장치(20)에 대해서 설명한다.
고정장치(20)는 고정 주름 제거롤(54), 고정롤(56), 고정롤(58), 고정롤(60)로 구성되고, 각 롤(54 내지 60)은 140℃로 가열되며, 또한 축방향의 길이는 예를 들어 600㎜이다. 상기 고정장치(20)는 가열세로연신장치(18)에 의해 가열되면서 세로방향으로 연신된 웹(W)을, 동일한 온도로 보온하면서 세로방향의 연신을 고정한다.
가열세로연신장치(18)에 의해 가열되면서 세로 방향으로 연신된 웹(W)은 세로 방향으로 주름이 발생하므로, 제2 주름 제거 장치인 고정 주름 제거롤(54)이 가열하면서 주름을 제거한다. 이에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
고정롤들(56, 58, 60)은 웹(W)과 동일한 속도인 회전속도 V9으로 회전하여 웹(W)을 연신시키지 않는 상태이고, 또한 웹(W)과 동일한 온도인 140 ℃로 보온함으로써 웹(W)의 세로 방향의 연신을 고정한다.
(5) 냉각장치(22)와 권취장치(24)
다음에 냉각장치(22)와 권취장치(24)에 대해서 도 1에 기초하여 설명한다.
냉각장치(22)는 냉각롤(62)과 냉각롤(64)로 구성된다. 각 롤(62, 64)의 축방향의 길이는 예를 들어 600㎜이다.
고정장치(20)에 의해 주름이 제거되고 세로방향의 연신이 고정된 웹(W)이 140 ℃로 반입되므로, 냉각롤(62, 64)이 웹(W)을 실온까지 저하시킨다.
권취장치(24)는 냉각된 웹(W)을 심(66)에 권취한다. 이 때의 권취속도는 웹(W)의 주행속도(V9)와 동일한 속도이다.
(6) 예열 주름 제거롤(38)
다음에, 본 실시형태의 제1 주름 제거 장치인 예열 주름 제거롤(38)에 대해서 도 2 내지 도 4에 기초하여 설명한다.
예열 주름 제거롤(38)은 직경이 150㎜, 110℃로 가열된 것이고 철에 하드크롬을 도금한 것이다. 예열 주름 제거롤(38)의 표면은 평평하지 않고 거칠게 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같이, 예열 주름 제거롤(38)의 전표면에는 깊이 h= 1 내지 10㎛의 요철(68)이 구석구석까지 형성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 예열 주름 제거롤(38)에 반입되는 웹(W)의 주행속도는 V4이고, 한편 예열 주름 제거롤(38)의 회전속도 V'4는 주행속도 V4보다 빠르고 V'4=V4+α이다. 단, V4+α=100.01×V4 내지 100.1×V4이다. 즉, 회전속도 V'4는 주행속도 V4보다도 1% 내지 10% 빠르고, 바람직하게는 3 내지 5% 빠르게 회전시킨다. 또한, 예열 주름 제거롤(38)의 회전방향은 웹(W)과 접촉부분에서 주행방향과 동일한 방향이다.
예열 주름 제거롤(38)이 웹(W)보다도 약간 빠르게 회전함으로써, 웹(W)에 대하여 110℃의 예열을 실시하면서 속도가 빠른 만큼 웹(W)을 압박하고 있으므로, 웹(W)과 예열 주름 제거롤(38)이 접촉되어 있는 부분은, 웹(W)에 대하여 예열 주름 제거롤(38)이 다리미질을 하고 있는 상태가 된다.
또한, 예열 주름 제거롤(38)에는 요철(68)이 형성되어 있으므로, 도 4에 도시한 바와 같이, 웹(W)이 예열 주름 제거롤(38)에 접촉되면서 통과할 때, 예열 주름 제거롤(38)의 표면이 웹(W)에 대하여 미끄러지기 쉬워진다. 즉, 표면의 요철(68)과 웹(W) 사이에 공기가 침입하고, 웹(W)이 예열 주름 제거롤(38)에 대하여 미끄러지는 상태가 된다.
이상에 의해 웹(W)에 도 3에 도시한 바와 같은 주름이 있어도, 상기 다리미질의 효과에 의해 주름이 제거된다.
(7) 고정 주름 제거롤(54)
다음에, 본 실시형태의 제2 주름 제거 장치인 고정 주름 제거롤(54)에 대해서 설명한다.
고정 주름 제거롤(54)은 직경이 300㎜, 140℃로 가열된 것이고, 철에 하드크롬을 도금한 것이다. 고정 주름 제거롤(54)의 표면은 평평하지는 않고 거칠게 형성되어 있다. 구체적으로는 고정 주름 제거롤(54)의 전표면에는 깊이 h=1 내지 10 ㎛의 요철(68)이 구석구석까지 형성되어 있다. 고정 주름 제거롤(54)에 반입되는 웹(W)의 주행속도는 V9이고, 한편 고정 주름 제거롤(54)의 회전속도 V'9는 주행속도 V9보다 빠르고 V'9=V9+β이다. 단, V9+β=100.01×V9 내지 100.1×V9이다. 즉, 회전속도 V'9는 주행속도 V9 보다도 1% 내지 10% 빠르고, 바람직하게는 3 내지 5% 빠르게 회전시킨다. 또한, 고정 주름 제거롤(54)의 회전방향은 웹(W)과의 접촉부분에서 주행방향과 동일한 방향이다.
고정 주름 제거롤(54)이 웹(W)보다도 약간 빠르게 회전함으로써, 웹(W)에 대하여 140℃의 열을 부여하면서 속도가 빠른 만큼 웹(W)을 압박하고 있으므로, 웹(W)과 고정 주름 제거롤(54)이 접촉되고 있는 부분은 웹(W)에 대하여 고정 주름 제거롤(54)이 다림질을 하고 있는 상태가 된다. 또한, 그 표면은 예열 주름 제거롤(38)과 동일하게 1 내지 10㎛의 요철(68)이 형성되어 거칠어져 있으므로, 공기가 침입하여 웹(W)이 미끄러지기 쉽다.
이상에 의해 웹(W)에 주름이 있어도 이 다림질의 효과에 의해 주름이 제거된다.
(8) 효과
본 실시형태에 의하면, 예열 주름 제거롤(38), 고정 주름 제거롤(54)은 웹(W)에 대하여 열을 주면서 웹(W)의 주행속도보다 빠른 회전속도로 회전하고 있으므로, 다림질을 실시하는 상태가 된다. 또한, 예열 주름 제거롤(38), 고정 주름 제거롤(54)의 표면에는 요철(68)이 형성되어 있으므로, 웹(W)이 미끄러지기 쉬워진다. 그 때문에 웹(W)의 주름을 제거할 수 있다.
(9) 변경예
상기 실시형태에서는 예열 주름 제거롤(38) 및 고정 주름 제거롤(54)을 각각 110℃, 140℃로 가열시켰지만, 이 가열온도는 웹(W)의 온도 이상이고 또한 웹(W)이 필름인 경우에는 이 필름에 대하여 열처리를 실시할 수 있을 정도의 온도까지 상승시키면 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 연신 시스템(10)에 주름 제거 장치를 설치했지만, 이에 한정되지 않고 다른 장치에 주름 제거 장치를 설치해도 좋다. 예를 들어, 웹(W)을 가열하여 열처리하는 열처리 장치 뒤에 주름 제거 장치를 설치해도 좋다.
상기에서는 본 발명의 일 실시형태를 설명했지만 이 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정할 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
10: 연신 시스템
16: 예열 장치
38: 예열 주름 제거롤
54: 고정 주름 제거롤

Claims (10)

  1. 주행하는 웹에 대해 회전하면서 압박하는 주름 제거롤을 구비하고,
    상기 주름 제거롤의 회전방향이 상기 웹을 압박하는 부분에서 상기 웹의 주행방향과 동일한 방향이며,
    상기 주름 제거롤의 온도가 상기 웹의 온도 이상이고,
    상기 주름 제거롤의 회전속도를 상기 웹의 주행속도보다 빠르게 하여, 상기 웹에 대해서 열을 부여하면서 속도가 빠른 만큼 상기 웹을 압박하며,
    상기 주름 제거롤의 표면에 요철을 형성함으로써, 상기 요철과 상기 웹 사이에 공기를 침입시키고, 상기 웹이 상기 주름 제거롤에 대하여 미끄러지는 상태로 하는 주름 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철의 깊이가 1 내지 10㎛인 주름 제거 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주름 제거롤의 상기 회전속도가 상기 웹의 상기 주행속도보다 1 내지 10% 빠른 주름 제거 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 웹이 합성수지제의 필름인 주름 제거 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주름 제거롤이 상기 웹을 세로 방향으로 연신시키는 세로연신장치의 뒤에 배치되어 있는 주름 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주름 제거롤의 뒤에 상기 웹을 추가로 가열하는 가열롤이 배치되어 있는 주름 제거 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 세로연신장치가 상기 웹을 가열하는 주름 제거 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 주름 제거롤의 뒤에 상기 웹을 보온하는 보온롤이 배치되어 있는 주름 제거 장치.
  10. 삭제
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