KR101938709B1 - 라미네이팅 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 필름을 접합하는 라미네이터에 관한 것으로 디스플레이 소자를 덮어 보호하기 위한 윈도 부재에 접합하는 필름 시트를 정확하게 밀착시켜 불량률은 낮게 하고 수율은 증대시켜며, 후처리를 위한 오토클레이브와 같은 공정을 배제하므로 제조 원가 절감과 높은 생산성을 얻을 수 있도록 이루어진 라미네이팅 방법 및 장치에 관한 것으로, 윈도 부재와 윈도 부재 표면에 가압 접착을 이루는 필름 시트를 롤러 가압으로 접합하는 라미네이트 방법에 있어, a) 롤러의 양쪽 끝단으로부터 중심선(L1)을 기준으로 롤러의 양쪽 끝단을 가압하여 롤러 가운데 부분(A)이 수직 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1 변형단계, b) 수직 방향으로 롤러 가운데 부분이 만곡 돌출된 상태에서 윈도 부재를 고정한 부동(不動)의 지그와 상기 만곡 돌출된 롤러가 대향 밀착하면서 만곡 돌출된 롤러가 수평 상태로 원복하는 제2 변형단계, c) 제2 변형단계에 의해 수평 상태를 이루는 롤러를 상기 부동의 지그 표면과 맞닿은 상태에서 전진, 후진시키면서 윈도 부재와 필름 시트를 가압 접합하는 접합단계에 의하여 윈도 부재와 필름 시트에 고른 롤러 가압력을 전달하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법 및 장치인 것을 특징으로 한다.

Description

라미네이팅 방법 및 장치{Lamination method and apparatus}

본 발명은 기판에 필름을 접합하는 라미네이터에 관한 것으로 상세하게는 디스플레이 소자를 덮어 보호하기 위한 윈도 부재에 접합하는 필름 시트를 정확하게 밀착시켜 불량률은 낮게 하고 수율은 증대시켜며, 후처리를 위한 오토클레이브와 같은 공정을 배제하므로 제조 원가 절감과 높은 생산성을 얻을 수 있도록 이루어진 라미네이팅 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 단말기, 휴대용 멀티미디어 기기, LCD 또는 LED 모니터 등의 장치들은 디스플레이 패널을 통해 다양한 시각 정보를 표시하도록 제작된다.

상기 장치들은 그 용도와 디자인에 따라 평면, 전체적인 곡면(커브드), 에지 부분의 곡면 처리로 다양하게 이루어지기도 한다.

상기 디스플레이 패널의 표면에는 투명한 윈도 부재(기판:基板)를 덮어씌워 디스플레이 패널을 물리적으로 보호하도록 제공된다.

이러한 윈도 부재는 디스플레이 패널을 통해 구현되는 화면은 투과시키면서 터치 스크린으로 동작될 때 외부에서 윈도 부재에 반복적으로 가해지는 물리적 긁힘 등의 손상으로 인해 디스플레이 소자의 성능과 무관하게 화면 품질이 저하되는 문제가 있다.

상기와 같은 여러 유형의 장치들, 그중에서도 특히 터치 디바이스를 이루는 장치들에 있어 윈도 부재는 화면의 투과와 외곡을 배제하기 위해 소재 개발로부터 매우 다양하게 공지되어 있다.

이하, 기판과 윈도 부재는 동의어로 사용되고 기판에 라미네이팅 접합을 이루는 필름은 단순히 필름이라고 통칭하기로 한다.

윈도 소재로는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate;PMMA) 수지, 폴리카보네이트(ploycarbonate; PC) 수지 또는 강화 유리등이 채택된다.

기능상 바람직하게는 강화 유리가 표면 품질, 투과율, 선명도 면에서 매우 우수하나 강화 유리는 매우 얇게 제작되므로 외부 충격과 비틀림 등에 취약해 제조과정 및 사용시 파손이 빈발하므로 그대로 사용할 수 없고, 강화 유리 윈도 부재에는 광학 투명 접착제(optical clear adhesive; OCA) 필름을 접합시켜 파손을 방지하는 구조와 이를 실현하는 필름 접합 공정이 필연적으로 요구된다.

이러한 윈도 부재에 OCA필름을 접합하는 과정 즉, 라미네이팅 장치는 주로 윈도 부재에 필름을 중첩시켜 롤러로 가압하여 접합하는 메커니즘으로 공지되어 있다.

그러나 상기 라미네이팅 공정에서 롤러 접합은 윈도 부재와 필름 사이 불특정 위치에 기포가 잔존하는 문제가 빈발하므로 오토클레이브(Autoclave)를 이용하여 10kgf/㎠ 이상, 15kgf/㎠ 이하의 압력에서 40분 이상, 1시간 이내에서 방치함으로써 기포를 제거하는 후공정을 진행하고 있으며 이러한 후공정에 의하더라도 수율은 매우 낮은 문제가 있어 제조 원가를 높게 하는 문제가 있다.

또한 윈도 부재와 OCA필름을 중첩시켜 롤러로 가압 접합하는 측면에서 살펴보면 다음과 같은 문제가 있다.

롤러는 양단을 가압하므로 가압 양단에 비해 중심부분의 가압력이 상대적으로 약하게 되어 롤러의 휨이 발생하고 이러한 휨에 따라 기포가 배제된 완전한 밀착 접합이 불가하다는 문제가 있다.

결과적으로 불량의 양산과 수율의 저하 및 오토클레이브와 같은 후가공 설비를 구비해야하는 등의 여러 문제가 있다.

또한 윈도 부재가 단순 평면인 경우에 비해 윈도 부재가 전체적인 곡면 또는 양측 단부(에지)만 곡면을 이루는 디스플레이인 경우에는 종래 기술에 의해 제조하는데 더욱 문제가 크다.

상기 양측 단부만 곡면을 이루는 스마트 폰의 디스플레이는 그 곡률이 매우 작아 롤러의 직경 또한 상기 곡률 반경 이하의 소경 롤러로 마련되므로 롤러 중심부분 변형은 더 커지므로 생산성 저하로 스마트 폰 제작을 어렵게 하는 문제가 있다.

한편, 대한민국 공개특허 2002-70343호의 라미네이터에 의하면 프레임; 기판과 필름을 그 사이에 샌드위치된 형태로 지니도록 되어 있는 한 쌍의 기다란 압착롤; 압착롤의 각각의 단부를 회전가능하게 지지하도록 되어 있으면서 베어링 하우징을 각각 포함하는 베어링; 각각의 압착롤의 배후에 각각 제공되고 압착롤과 평행하게 뻗어있으며 바아의 각각의 단부가 베어링 하우징에 의해 지지되는 한 쌍의 바아; 및 각각의 바아의 중앙부를 프레임에 부착시키기 위한 바아 지지 수단을 포함하는, 기판에 필름을 라미네이팅시키기 위한 라미네이터로서, 바아 중 적어도 한쪽에 관련된 바아 지지 수단이 가압 수단을 포함하고, 가압 수단이 작동하는 경우, 압력이 바아 및 베어링 하우징을 통해 압착롤 사이의 기판 및 필름에 가해지면서 압착롤을 서로를 향해 돌출하도록 해주는 휨 모멘트가 압착롤의 단부로 전달되는 라미네이터를 개시하고 있다.

이는 일본국 공개특허 JP10-1998-0146891에 기초한 것으로 하기와 같이 대향하는 압착롤이 서로 볼록하게 돌출하는 휨 모멘트를 제공하고자 이루어진 것이다.

상기 라미네이터는 롤러의 중심부분 휨을 고려하여 역방향으로 힘 모멘트를 가해 대향하는 압착롤의 중심부분이 서로를 향해 돌출하도록 구성한 것이나, 실린더 가압 구조로는 돌출 정도를 정확하게 제어할 수 없고 롤 형태의 시트에 대해 접합하는 것에 한정되어 패널 단위, 양측 단부가 곡면(에지)을 이루는 윈도 부재에 대해서는 라미네이팅이 불가능하다는 제한이 있다.

또한 롤러는 휨 모멘트에 의해 이상적으로 서로를 향해 돌출되지 못하고 다만 롤러의 양측 끝 부분이 아닌 중심부분으로 이동한 부분을 눌러주는 것에 불과해 실질적으로는 롤러의 휨이 발생하지 못하고 결과적으로는 롤러 양쪽 끝 부분을 통해 가압력이 전달될 수밖에 없어 목적을 달성하지 못하므로 실제 이용되고 있지 못하다는 문제가 있다.

KR 10-2013-0007068 A KR 10-1057038 B KR 10-2002-0070343 A KR 10-1238992 B KR 10-1467185 B KR 10-2015-0012593 A JP 10-1998-0146891 A

본 발명은 종래 기술이 갖는 여러 문제점을 감안하여 다음과 같은 과제를 해결하고자 이루어진다.

본 발명은 강화유리 등의 투명 소재로 이루어진 윈도 부재 한쪽 표면에 필름 시트를 라미네이팅 접합할 때 기포가 남지 않도록 정확하게 밀착시켜 완전한 밀착을 이룸으로 불량률을 저감하는 라미네이팅 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 롤러 가압으로 정확하게 밀착이 이루어지므로 오토클레이브와 같은 후처리 공정을 배제하여 제조 원가 절감과 높은 생산성을 얻을 수 있도록 이루어진 라미네이팅 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 윈도 부재가 평면, 1축 방향으로의 곡면, 양측 에지 부분의 곡면 등 다양한 윈도 부재 표면에 필름 시트를 쉽게 밀착 접합할 수 있도록 이루어진 라미네이팅 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

그 외 본 발명에 의해 달성될 수 있는 다양한 과제는 이하 본 발명을 설명하는 과정에서 더 제시될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어지는 본 발명의 라미네이팅 방법은 통상의 윈도 부재와 윈도 부재 표면에 가압 접착을 이루는 필름 시트를 롤러 가압으로 접합하는 방법에 있어, a) 롤러의 양쪽 끝단을 필름 시트를 향하여 수직 방향으로 가압하여 롤러 가운데 부분이 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1 변형단계, b) 수직 방향으로 롤러 가운데 부분이 만곡 돌출된 상태에서 윈도 부재를 고정한 부동(不動)의 지그와 상기 만곡 돌출된 롤러가 대향 밀착하면서 만곡 돌출된 롤러가 수평 상태로 원복하는 제2 변형단계, c) 제2 변형단계에 의해 수평 상태를 이루는 롤러를 상기 부동의 지그 표면과 맞닿은 상태에서 전진, 후진시키면서 윈도 부재와 필름 시트를 가압 접합하는 접합단계에 의하여 윈도 부재와 필름 시트에 고른 롤러 가압력을 전달하도록 이루어진 라미네이팅 방법을 제공한다.

상기 제1 변형단계의 롤러 가운데 부분이 수직 방향으로 만곡 돌출 변형된 상태에서 d) 롤러의 양쪽 끝단을 수평 방향으로 가압하여 롤러 가운데 부분이 수평 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1-1 변형단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 단계 a), d)에서 돌출 변형의 정도는 선택적으로 이루어질 수 있고, 단계 a)인 제1 변형단계는 수직 방향의 변형만을 형성하는 것이고, 단계 d)인 제1-1 변형단계는 수평 방향의 변형만을 형성하는 것으로 윈도 부재의 형상에 맞추어 수평면과 수직면에 롤러의 고른 가압력을 전달하도록 선택적으로 변형단계를 적용하고, 단계 a)인 제1 변형단계에 추가적으로 단계 d)인 제1-1 변형단계를 동시에 이루는 경우 롤러는 수직과 수평의 중간지점인 대각선 방향으로 돌출 변형을 이루며 이러한 추가적 선택은 윈도 부재의 형상에 따라 가변적으로 적용하도록 이루어진다.

상기 방법을 구현하기 위한 장치로서의 본 발명은 외력에 의해 휨 변형을 이루고 외력이 제거되면 자체 탄성으로 회복하는 롤러 축과 롤러 축의 외 표면을 감싸며 필름 시트를 가압하는 탄성 부재로 이루어진 롤러와, 상기 롤러의 양쪽 끝단을 지지하며 대향하는 1쌍의 롤러 가이드 부재와, 상기 1쌍의 롤러 가이드 부재를 수평 횡축 방향이며 서로 반대 방향으로 구동하는 제1 구동수단과, 상기 1쌍의 롤러 가이드 부재 각각에 대해 수직 종축 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 제 2 구동수단과, 상기 롤러의 하부에 형성한 부동(不動)의 윈도 부재 고정수단과, 상기 롤러를 고정한 1쌍의 롤러 가이드 부재를 탑재하여 전후진 및 승강을 이루는 제3 구동수단으로 이루어 상기 롤러를 수직, 수평 방향으로 휨 변형시켜 변형된 롤러가 윈도 부재 고정수단에 맞닿아 수평상태로 원복됨에 의해 롤러의 전 표면에 고른 가압력이 가해지도록 이루어지는 것에 의한다.

상기 본 발명에 의하면 윈도 부재와 대향 접합을 이루는 필름 시트가 세팅된 상태에서 필름 시트를 눌러 윈도 부재에 접합을 이루는 과정에서 휨에 의해 가운데 부분이 돌출 변형된 롤러는 필름 시트의 가운데 부분부터 가압을 이루고 윈도 부재 고정수단에 점차 대향 가압을 이루는 롤러가 점차 원복 상태로 펼쳐지며 수평 상태를 이룸에 따라 가운데 부분부터 양쪽 끝 부분으로 가압력이 전이되는 동시에 롤러를 통한 가운데 부분의 가압력은 양쪽 끝 부분에 비해 상대적으로 높은 상태를 유지하므로 라미네이팅을 수행할 때 롤러의 가운데 부분에 가압력이 상대적으로 부족함을 해결한다.

이러한 방법과 장치에 따르면 필름 시트 접합 후 빈발하는 기포의 잔류를 완전하게 배제할 수 있다.

또한, 윈도 부재가 오직 수평이거나 또는 수평면의 대향 양측 면이 수직 방향으로 만곡해서 꺽인 일명 에지 형태를 이루는 경우에도 수평면과 수직면 및 에지 곡률 부분에도 정확하게 라미네이팅이 가능하고 완전한 접합에 의거 일체의 후 처리 보충 가공이 필요하지 않게 된다.

이상의 본 발명에 의하면 강화유리 등의 투명 소재로 이루어진 윈도 부재 한쪽 표면에 필름 시트를 라미네이팅 접합할 때 기포가 남지 않도록 정확하게 밀착시켜 완전한 밀착을 이룸으로 불량률을 저감하고, 롤러 가압으로 정확하게 밀착이 이루어지므로 오토클레이브와 같은 후처리 공정을 배제하여 제조 원가 절감과 높은 생산성을 얻을 수 있으며, 윈도 부재가 평면, 1축 방향으로의 곡면, 양측 에지 부분의 곡면 등 다양한 윈도 부재 표면에 필름 시트를 쉽게 밀착 접합할 수 있는 등의 여러 우수한 효과를 갖는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 라미네이팅 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 도 1 발명의 휨 변형을 설명하는 롤러 측면 개념도.
도 3은 도 1 발명에 의한 라미네이팅 과정을 설명하는 공정도.
도 4는 본 발명의 방법을 구현한 개념적인 장치 구성도.
도 5는 도 4 발명의 일 실시예로서의 장치 외형 구성도.
도 6은 도 5 발명의 주요부 분해 사시 구성도.
도 7은 도 5 발명의 롤러 가이드 부재를 발췌한 분해 사시 구성도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 기술 사상에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

후술하는 윈도 부재는 통상 스마트 폰의 디스플레이 패널 표면에 덮어씌워 결합하는 것, 더욱 구체적으로는 양측면이 곡면을 이루는 이른바 에지형 윈도 부재를 대상으로 도시하고 설명하기로 한다.

물론 윈도 부재의 형상은 특별히 제한될 필요는 없으며 설명을 하는 과정에서 하나의 에지형 윈도 부재를 기준으로하여 명확한 설명을 하고자 한다.

도 1 내지 도 3에 본 발명에 의한 라미네이팅 방법이 도시되어 있다.

통상의 윈도 부재와 윈도 부재 표면에 가압 접착을 이루는 필름 시트를 롤러 가압으로 접합하는 라미네이트 방법에 있어, a) 롤러의 양쪽 끝단으로부터 중심선(L1)을 기준으로 롤러의 양쪽 끝단을 가압하여 롤러 가운데 부분(A)이 필름 시트를 향하여 수직 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1 변형단계, b) 수직 방향으로 롤러 가운데 부분이 만곡 돌출된 상태에서 윈도 부재를 고정한 부동(不動)의 지그와 상기 만곡 돌출된 롤러가 대향 밀착하면서 만곡 돌출된 롤러가 수평 상태로 원복하는 제2 변형단계, c) 제2 변형단계에 의해 수평 상태를 이루는 롤러를 상기 부동의 지그 표면과 맞닿은 상태에서 전진, 후진시키면서 윈도 부재와 필름 시트를 가압 접합하는 접합단계에 의하여 윈도 부재와 필름 시트에 고른 롤러 가압력을 전달하도록 이루어진 라미네이팅 방법을 이룬다.

상기 제1 변형단계의 롤러 가운데 부분(A)이 수직 방향으로 만곡 돌출 변형된 상태에서 d) 롤러의 양쪽 끝단을 가압하여 롤러 가운데 부분이 수평 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1-1 변형단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 단계 a)에서 롤러의 양쪽 끝단을 가압하는 것은 롤러 축을 양쪽에서 지지하는 지지수단(B)을 기울이는 외력으로 가압을 이루는 것이고, 이 가압은 가운데 부분(A)이 Z축 방향으로 하향 돌출 또는 상향 돌출이 가능함을 이해한다.

상기 단계 d)에서도 마찬가지로 양쪽 끝단을 가압하는 것은 롤러 축을 양쪽에서 지지하는 지지수단(B)을 세타(Θ) 축 방향으로 회전시는 외력으로 가압을 이루는 것이고, 이 가압은 가운데 부분(A)이 Y축 방향으로 전향 돌출 또는 후향 돌출이 가능함으로 이해한다.

여기서 가압이라 함은 단순히 누르는 의미보다는 가느다란 탄성체 축의 양쪽 끝단을 손으로 잡고 전, 후, 상, 하향 방향으로 휨 변형의 외력을 가한다는 의미로 이해하며, 이러한 외력의 가압으로 가운데 부분이 휨 돌출을 이루는 과정으로 설명하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

상기 단계 a), d)에서 돌출 변형의 정도는 선택적으로 이루어질 수 있고, 단계 a)인 제1 변형단계는 수직 방향(Z축 방향)으로의 변형만을 형성하는 것으로 도 2 (a) 도시와 같이 롤러의 가운데 부분이 하향 돌출된 상태이며, 단계 d)인 제1-1 변형단계는 수평 방향(Y축 방향)의 변형만을 형성하는 것으로 윈도 부재의 형상에 맞추어 수평면과 수직면에 롤러의 고른 가압력을 전달하도록 선택적으로 변형단계를 적용하고, 단계 a)인 제1 변형단계에 추가적으로 단계 d)인 제1-1 변형단계를 동시에 이루는 경우 롤러는 수직과 수평의 중간지점인 대각선 방향으로 돌출 변형을 이루며 이러한 추가적 선택은 윈도 부재의 형상에 따라 가변적으로 적용하도록 이루어진다.

상기와 같은 라미네이팅 방법에 의하여 롤러 축의 휨 돌출 변형을 이루는 본 발명의 작동 과정을 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴본다.

지그(G)는 부동의 상태로 고정되어 있다.

지그(G) 상부에 평면을 이루며 평면 일측 양단 에지 부분이 곡면을 이루며 절곡된 상태의 윈도 부재(W)를 탑재하여 지지한다.

지지한 윈도 부재 상부에는 롤러가 위치하며 롤러와 윈도 부재 사이에 필름 시트(P)를 공급하여 개재시킨다(도 3 (가)).

구체적으로 도시하고 설명하지는 아니하였으나 필름 시트(P)는 파지 상태로 개재된다.

지지 수단(B)으로 수평 내측 방향(X축 방향)으로 가압하면 지지 수단에 결합시킨 롤러 축의 가운데 부분(A)이 하향 돌출되는 휨 변형을 일으킨다(도 3 (나)) 롤러 참조).

가운데 부분(A)이 하향 돌출 휨 변형을 일으킨 상태에서 롤러 축을 수직 하강시켜 필름 시트(P)와 접촉을 이룰 때(도 3 (다)) 필름 시트는 전후좌우의 중심점(필름 시트 기준 X, Y축 방향의 중심점) 부분부터 접촉이 이루어지고 계속하여 롤러 축을 하강시키면 필름 시트(P)의 상기 중심점부터 윈도 부재(W)의 또한 동일한 중심점에 접착을 이루는 상태가 1차적으로 조성되고 계속하여 롤러 축을 하강시키면 롤러 축은 부동의 지그와 지그 표면에 탑재된 윈도 부재의 평탄한 면에 의해 하향 돌출 휨 변형된 롤러 축이 하강 외력에 의해 강제적으로 수평 상태로 조성된다(도 3 (라)).

이때 롤러 축은 휨 변형에 상태를 그대로 유지하는 외력을 받고 있으므로 롤로 축 양단부 쪽 보다는 가운데 부분(A) 측이 상대적으로 높은 압력을 가하게 되고 상기 중심점부터 접착을 이루고 X축 방향으로 롤러 축이 수평 상태로 가압을 이루므로 필름 시트와 윈도 부재 사이에 기포층의 잔류를 배제하도록 작용한다.

하나의 선형으로 롤러 축이 가압을 이룬 상태에서 Y축 일 방향으로 롤러 축을 이동시키면서 라미네이팅을 이루고 윈도 부재 일단의 에지 부분에 도달하면서 상기 롤러 축에 대해 Y축 방향으로 돌출 휨 변형을 일으키도록 외력을 가해 가압하면 롤러 축은 Y축 일 방향으로 휨 변형을 일으키고 상기 도 3 (나) ~ (라)의 설명과 같이 롤러 축의 가운데 부분(A)이 Y축 즉 수평 일 방향으로 휨 돌출 변형을 일으킨 상태에서 에지 부분에 대해 라미네이팅을 이루게 된다(도 3 (마) 참조).

상기와 같이 Y축 일 방향에 대해 접합이 종료되면 타 방향으로 롤러 축을 이동시켜 가면서 전술한 도 3 (라) 상태로 롤러 축에 대해 하향 돌출 휨 변형을 유지하고 Y축 일 방향 휨 돌출 변형 외력을 제거한 상태로 평면 부분에 대해 라미네이팅을 이루고 타 방향 에지 부분에 도달하면 상기 도 3 (마)와는 반대로 Y축 타 방향으로 돌출 휨 변형을 일으키도록 외력을 하개 가압하여 타 방향 에지 부분에 라미네이팅을 이룬다(도 3 (바) 참조).

따라서 윈도 부재(W)에 필름 시트(P)를 라미네이팅이 완료된 제품을 획득한다(도 3 (사) 참조).

상기와 같은 방법에 의해 윈도 부재(W)에 접합을 이루는 필름 시트(P)에는 일체의 기포 잔류가 없는데 그 이유는 필름 시트의 전후좌우 방향의 중심부부터 접착을 시작하여 필름 시트 끝 부분으로 순차적으로 밀어나감으로 기포 잔류가 배제될 수 있다.

상기 구체적으로 설명하지는 아니하였지만 라미네이팅을 이루는 롤러 축은 외력에 의해 휨 변형이 이루어지고 외력이 제거되면 탄성으로 원복을 이루는 축으로 이해한다.

이러한 축은 축경이 크거나 휨 탄성이 작은 경우에는 실시가 부적절하며 소경의 축경과 탄성이 큰 축으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 롤러 축은 라미네이팅을 이루는 이동 간에 별도의 회전 수단에 의해 자전을 이루는 것이 요구되며 이는 제품에 스크래치를 방지하고 고른 압착력을 제공하기 위함이다.

상기 방법을 구현하기 위한 장치로서의 본 발명은 도 4를 참조하여 살펴본다.

윈도 부재에 필름 시트를 접합하는 라미네이팅 장치에 있어서, 외력에 의해 휨 변형을 이루고 외력이 제거되면 자체 탄성으로 회복하는 롤러 축(1)과 롤러 축의 외 표면을 감싸며 필름 시트(P)를 가압하는 탄성 부재(2)로 이루어진 롤러(10)와, 상기 롤러의 양쪽 끝단을 지지하며 대향하는 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)와, 상기 1쌍의 롤러 가이드 부재를 수평 횡축 방향의 서로 반대 방향으로 구동하는 제1 구동수단(30)과, 상기 1쌍의 롤러 가이드 부재(20) 각각에 대해 수직 종축 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 제 2 구동수단(40)으로 이루어 베이스(50)에 마운트시켜 이루는 것과, 상기 롤러(10)의 하부에 형성한 부동(不動)의 윈도 부재 고정수단(60)과, 상기 롤러를 고정한 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)를 탑재하여 이루어진 베이스(50)를 전후진 및 승강 구동하는 제3 구동수단(70)으로 이루어 상기 롤러(10)를 수직, 수평 방향으로 휨 변형시켜 가운데 부분이 돌출 휨 변형된 롤러가 윈도 부재 고정수단(60)에 맞닿아 수평상태로 원복됨에 의해 롤러의 전 표면에 중심으로부터 양측으로 순차적으로 가압력이 가해지도록 이루고, 롤러 축을 Y축 전후 방향으로 이동시켜 윈도 부재에 필름 시트를 가압 접합하는 라미네이팅 장치를 이룬다.

상기 제1 구동수단(30)과 제2 구동수단(40)은 서로 대향(반대)하는 방향으로 등거리 이동하도록 이루어진다.

상기 본 발명에 의하면 윈도 부재와 대향 접합을 이루는 필름 시트가 세팅된 상태에서 필름 시트를 눌러 윈도 부재에 접합을 이루는 과정에서 휨에 의해 가운데 부분이 돌출 변형된 롤러는 필름 시트의 가운데 부분부터 가압을 이루고 윈도 부재 고정수단에 점차 대향 가압을 이루는 롤러가 점차 원복 상태로 펼쳐지며 수평 상태를 이룸에 따라 가운데 부분부터 양쪽 끝 부분으로 가압력이 전이되는 동시에 롤러를 통한 가운데 부분의 가압력은 양쪽 끝 부분에 비해 상대적으로 높은 상태를 유지하므로 라미네이팅을 수행할 때 롤러의 가운데 부분에 가압력이 상대적으로 부족하거나 이로 인해 기포가 잔류함을 해결한다.

이에 따르면 필름 시트 접합 후 빈발하는 기포의 잔류를 완전하게 배제할 수 있다.

또한, 윈도 부재가 오직 수평이거나 또는 수평면의 대향 양측 면이 수직 방향으로 완만하게 꺽인 일명 에지 형태를 이루는 경우에도 수평면과 수직면 및 에지 곡률 부분에도 정확하게 라미네이팅이 가능하고 완전한 접합에 의거 일체의 후 처리 보충 가공이 필요하지 않게 된다.

상기 도 4 발명의 장치를 구체적으로 실시하기 위한 구성을 좀 더 구체적으로 살펴본다.

도 5 내지 도 7 도시를 참조한다.

베이스(50)의 양측에 기립 고정한 브라켓(51)과, 베이스(50)의 일측 중앙부에 부동의 윈도 부재 고정수단(60)인 지그(G)를 유입 상태로 이루는 것과, 상기 브라켓(51)의 안쪽으로 라미네이트를 이루는 롤러(10)를 결합하고 대해 이 롤러의 가운데 부분을 전방위로 휨 변형하도록 외력을 가하는 대향 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)와, 롤러(10)의 Z축 방향 변형 외력을 제공하는 제1 구동수단인 제1 모터(31)를 형성하여 이 모터의 구동축에 일측과 타측의 나사 산이 서로 반대 방향으로 형성한 리드 스크루(310)를 형성하고 리드 스크루 양측에 너트 조립체(320)를 나사결합하여 이루는 것과, 상기 롤러(10)의 Y축 방향 변형 외력을 제공하는 제2 구동수단인 제2 모터(41)를 형성하여 이 모터의 구동축에 일측과 타측의 나사 산이 서로 반대 방향으로 형성한 리드 스크루(410)를 형성하고 리드 스크루 양측에 너트 조립체(420)를 나사 결합하여 이루어 상기 Z축 방향 변형 외력을 제공하는 제1 모터(31)와 리드 스크루(310) 구동으로 너트 조립체(320)가 서로 반대방향으로 구동하도록 이루고 상기 Y축 방향 변형 외력을 제공하는 제2 모터(41)와 리드 스크루(410) 구동으로 너트 조립체(420)가 서로 반대방향으로 구동하도록 이루어 롤러 가이드 부재(20)에 결합된 롤러(10)의 휨 변형을 일으키도록 구성한다.

상기 롤러 가이드 부재(20)는 롤러 축(1)을 결합하며 회전을 지지하는 축받이(211)를 형성하고 그 상부 측으로 포크형의 축받이를 형성하여 상부 측 포크형 축받이에 핀 체결용 장공(212)을 형성하여 이루며 상기 축받이(211)를 수평 직교하는 체결공(213)을 형성한 제1 지지부재(210)를 형성하여 이루는 것과, 상기 제1 지지부재(210)의 체결공(213)을 중심축으로 기립 상태에서 X축 방향으로 스윙하도록 지지하는 지지핀(221)을 형성하고 일측 상부로 연장 끝단에 너트 조립체(420)와 체결하도록 이루어진 제2 지지부재(220)로 이루어 제2 지지부재에 제1 지지부재를 지지핀(221)과 체결공(213)으로 결합하여 이루는 것과, 결합한 제2 지지부재(220)의 하부에 고정하며 회전 피봇 축(231)을 형성한 제3 지지부재(230)을 형성하여 회전 피봇 축을 상기 베이스(50)에 체결하는 고정 블록(52)에 끼워 결합하여 이루어진다.

상기 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)중 어느 일측에는 롤러(10)를 자전시키는 제3 모터(250)을 형성하고 롤러 축(1)과 제3 모터(250) 축에 타이밍 플리를 결합하고 벨트 체결하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 구체적인 일 실시예의 장치 구성에 의하면 베이스(50)는 롤러 가이드 부재(20)와 롤러(10)를 마운트한 상태에서 도 4에 개략적으로 등가 도시한 제3 구동수단(70)에 고정한 부동 상태의 지그(G)에 대해 승강하거나 전 후진하여 가까워지고 멀어지도록 이루어진다.

제1 모터(31)는 롤러(10)에 대하여 Z축 방향의 휨 변형을 유발하고, 제2 모터(41)는 롤러(10)에 대하여 Y축 방향의 휨 변형을 유발하도록 작용한다.

휨 변형의 유발은 미 도시된 제어장치에 의해 제1 모터(31)가 작동하여 리드 스크루(310) 회전으로 너트 조립체(320)가 서로 가까워지는 구동을 이루면 이 구동에 따라 제2 지지부재(220)에 지지핀(221)과 체결공(213)으로 결합한 제1 지지부재(210)이 상기 지지핀(221)을 지지점으로 스윙하여 내향 전도하는 각도 변위를 일으키고 이에따라 축받이(211)에 결합한 롤러축(1)의 휨 변형으로 롤러(10) 전체, 그중에서도 특히 가운데 부분(A)이 Z축 방향으로 돌출 변형을 이루어 그 하부의 지그(G)에 탑재한 윈도 부재(W)와 필름 시트(P)의 정 중앙부분을 가압하면서 상기 설명한 바와 같은 라미네이팅을 시작하게 된다.

상기 제1 모터와 함께 또는 별도로 작동 가능한 제2 모터(41)의 구동은 그 리드 스크루(410)에 나사 결합한 너트 조립체(420)이 대향하여 가까워지거나 멀어지는 구동이 일어날 것이고 이 구동에 의해 제2 지지부재(220) 일측 상단에 결합한 리드 스크루(410)의 변위로 제2 지지부재(220)는 그 하부의 제3 지지부재(230) 피봇 축(231)을 중심으로 회전 변위하며 이 변위는 제1, 2 지지부재(210, 220)이 함께하며 따라서 축받이(211)에 결합한 롤러축(1)이 Y축 방향으로 돌출 변형을 이루게 작용한다.

따라서 필름 시트를 라미네이팅 함에 있어 필름 시트의 정 중앙부분부터 가압하여 접촉시키고 연속하여 휨 변형된 롤러가 계속된 가압에 의해 수평상태로 펼쳐지며 순차적으로 양측방향을 가압 접합하고 또한 연속하여 Y축 방향으로 베이스 전체가 이동하면서 라미네이팅을 이룸으로 간단하게 롤러 축을 휨 변형시키고 잔존하는 기포 없이 라미네이팅을 이룰 수 있는 것이다.

여기서 너트 조립체(320)의 하부에는 제1 지지부재(210)의 포크형 축받이 장공(212), 그리고 이 장공에 축 결합을 이루는 구면 베어링(322)를 내장하여 너트 조립체(320)가 수평 변위할 때 그 하부에 결합된 제1 지지부재(210)의 작동을 가능하도록 이루어지고 작용한다.

상기 구면 베어링은 일종의 리드 스크루 축 방향에 일정 각도 변위된 제1 지지부재의 구동을 보장하기 위해 마련된다.

장공(212, 412) 역시 리드 스크루 축 방향을 따라 너트 조립체(320, 420)가 변위될 때 스윙과 회전을 보장하도록 마련되고 작동되는 것이다.

1: 롤러 축 2: 탄성 부재
10: 롤러 20: 롤러 가이드 부재
30: 제1 구동수단 40: 제2 구동수단
50: 베이스 60: 윈도 부재 고정수단
70: 제3 구동수단

Claims (8)

1. 윈도 부재와 윈도 부재 표면에 가압 접착을 이루는 필름 시트를 롤러 가압으로 접합하는 라미네이트 방법에 있어서,
   a) 롤러의 양쪽 끝단으로부터 중심선(L1)을 기준으로 롤러의 양쪽 끝단을 가압하여 롤러 가운데 부분(A)이 필름 시트를 향하여 수직 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1 변형단계,
   b) 수직 방향으로 롤러 가운데 부분이 만곡 돌출된 상태에서 윈도 부재를 고정한 부동(不動)의 지그와 상기 만곡 돌출된 롤러가 대향 밀착하면서 만곡 돌출된 롤러가 수평 상태로 원복하는 제2 변형단계,
   c) 제2 변형단계에 의해 수평 상태를 이루는 롤러를 상기 부동의 지그 표면과 맞닿은 상태에서 전진, 후진시키면서 윈도 부재와 필름 시트를 가압 접합하는 접합단계에 의하여 윈도 부재와 필름 시트에 고른 롤러 가압력을 전달하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   d) 롤러의 양쪽 끝단을 가압하여 롤러 가운데 부분이 수평 방향으로 만곡 변형되어 돌출하도록 이루는 제1-1 변형단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 단계 a), d)에서 돌출 변형의 정도는 선택적으로 이루어질 수 있고,
   단계 a)인 제1 변형단계는 수직 방향(Z축 방향)으로의 변형을 형성하며,
   단계 d)인 제1-1 변형단계는 수평 방향(Y축 방향)의 변형을 형성하며,
   단계 a)인 제1 변형단계에 추가적으로 단계 d)인 제1-1 변형단계를 동시에 이루는 경우 롤러는 수직과 수평의 중간지점인 대각선 방향으로 돌출 변형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 방법.
4. 윈도 부재에 필름 시트를 접합하는 라미네이팅 장치에 있어서,
   외력에 의해 휨 변형을 이루고 외력이 제거되면 자체 탄성으로 회복하는 롤러 축(1)과 롤러 축의 외 표면을 감싸며 필름 시트(P)를 가압하는 탄성 부재(2)로 이루어진 롤러(10)와,
   상기 롤러의 양쪽 끝단을 지지하며 대향하는 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)와, 상기 1쌍의 롤러 가이드 부재를 수평 횡축 방향의 서로 반대 방향으로 구동하는 제1 구동수단(30)과,
   상기 1쌍의 롤러 가이드 부재(20) 각각에 대해 수직 종축 방향을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전 구동하는 제 2 구동수단(40)으로 이루어 베이스(50)에 마운트시켜 이루는 것과,
   상기 롤러(10)의 하부에 형성한 부동의 윈도 부재 고정수단(60)과,
   상기 롤러를 고정한 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)를 탑재하여 이루어진 베이스(50)를 전후진 및 승강 구동하는 제3 구동수단(70)으로 이루어 상기 롤러(10)를 수직, 수평 방향으로 휨 변형시켜 가운데 부분이 돌출 휨 변형된 롤러가 윈도 부재 고정수단(60)에 맞닿아 수평상태로 원복됨에 의해 롤러의 전 표면에 중심으로부터 양측으로 순차적으로 가압력이 가해지도록 이루고, 롤러 축을 Y축 전후 방향으로 이동시켜 윈도 부재에 필름 시트를 가압 접합하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 구동수단(30)과 제2 구동수단(40)은 서로 대향(반대)하는 방향으로 등거리 이동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 라미네이팅 장치는 베이스(50)의 양측에 기립 고정한 브라켓(51)과, 베이스(50)의 일측 중앙부에 부동의 윈도 부재 고정수단(60)인 지그(G)를 유입 상태로 이루는 것과, 상기 브라켓(51)의 안쪽으로 라미네이트를 이루는 롤러(10)를 결합하고 대해 이 롤러의 가운데 부분을 전방위로 휨 변형하도록 외력을 가하는 대향 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)와, 롤러(10)의 Z축 방향 변형 외력을 제공하는 제1 구동수단인 제1 모터(31)를 형성하여 이 모터의 구동축에 일측과 타측의 나사 산이 서로 반대 방향으로 형성한 리드 스크루(310)를 형성하고 리드 스크루 양측에 너트 조립체(320)를 나사결합하여 이루는 것과, 상기 롤러(10)의 Y축 방향 변형 외력을 제공하는 제2 구동수단인 제2 모터(41)를 형성하여 이 모터의 구동축에 일측과 타측의 나사 산이 서로 반대 방향으로 형성한 리드 스크루(410)를 형성하고 리드 스크루 양측에 너트 조립체(420)를 나사 결합하여 이루어 상기 Z축 방향 변형 외력을 제공하는 제1 모터(31)와 리드 스크루(310) 구동으로 너트 조립체(320)가 서로 반대방향으로 구동하도록 이루고 상기 Y축 방향 변형 외력을 제공하는 제2 모터(41)와 리드 스크루(410) 구동으로 너트 조립체(420)가 서로 반대방향으로 구동하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 롤러 가이드 부재(20)는 롤러 축(1)을 결합하며 회전을 지지하는 축받이(211)를 형성하고 그 상부 측으로 포크형의 축받이를 형성하여 상부 측 포크형 축받이에 핀 체결용 장공(212)을 형성하여 이루며 상기 축받이(211)를 수평 직교하는 체결공(213)을 형성한 제1 지지부재(210)를 형성하여 이루는 것과, 상기 제1 지지부재(210)의 체결공(213)을 중심축으로 기립 상태에서 X축 방향으로 스윙하도록 지지하는 지지핀(221)을 형성하고 일측 상부로 연장 끝단에 너트 조립체(420)와 체결하도록 이루어진 제2 지지부재(220)로 이루어 제2 지지부재에 제1 지지부재를 지지핀(221)과 체결공(213)으로 결합하여 이루는 것과, 결합한 제2 지지부재(220)의 하부에 고정하며 회전 피봇 축(231)을 형성한 제3 지지부재(230)을 형성하여 회전 피봇 축을 상기 베이스(50)에 체결하는 고정 블록(52)에 끼워 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 1쌍의 롤러 가이드 부재(20)중 어느 일측에는 롤러(10)를 자전시키는 제3 모터(250)을 형성하고 롤러 축(1)과 제3 모터(250) 축에 타이밍 플리를 결합하고 벨트 체결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.

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