KR102100559B1 - 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치 - Google Patents

필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보하도록 함과 아울러, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 관한 것이다.
이에 본 발명은 상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)을 하부 방향으로 안내하는 안내롤러(10); 상기 안내롤러(10)의 하부 측에 구비되어 필름(2)을 가열하는 필름가열부(20); 상기 필름가열부(20)는 안내롤러(10)에 연계되어 필름(2)을 이동시키는 가열부이송롤러(21)와, 상기 안내롤러(10)를 거쳐 가열부이송롤러(21) 측으로 수직 이동되는 필름(2)을 가열하는 직선부(26), 상기 직선부(26)에 하향 연장되어 가열부이송롤러(21)의 외주 연의 형상에 대응 이격되는 곡선부(27)를 갖는 적외선가열기(25)로 구성되며, 상기 직선부(26) 및 곡선부(27)에는 가열부이송롤러(21)에 평행 설치되는 다수의 히터파이프(29)를 포함하고, 상기 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 일측면이 밀착되는 표면 전체에 요철부(32)가 형성되고, 중심부에 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(34)가 형성되는 엠보싱롤러(30); 상기 엠보싱롤러(30)에 인접 설치되어 엠보싱롤러(30) 측으로 근접 이동 가능하도록 구비되며, 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 타측면이 밀착되는 외경부가 러버 재질로 형성되는 러버롤러(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치{Forming apparatus for embossing of protective film}
본 발명은 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보하도록 함과 아울러, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 식품이나 공산품은 정해진 양만큼 각각 포장되어 유통되며, 이를 위한 포장필름은 내용물의 특성에 따라 밀봉성, 차광성, 방수성, 투기성, 항균성 등이 고려되기도 한다.
이러한 포장필름은 내용물에 따라 다양하게 제작되며, 식품이 수용되는 식품 포장지의 경우는 종이, 부직포, 비닐 등의 기초지 중에서 종이나 부직포에 파라핀왁스, 실리콘 오일을 코팅하여 사용하고 있다.
또한, 포장 제품에 따라서는 이러한 기초지에 PE, PP, PS, PET, 생분해성필름 등을 일정한 두께로 코팅 또는 합지하여 제조하기도 한다.
종래의 포장필름의 제조는 앞면과 뒷면의 인쇄층이 한 쌍을 이루면서 길이방향을 따라 반복적으로 연속 형성된 포장필름원단이 이송되다가 앞면의 인쇄층과 뒷면의 인쇄층의 사이가 길이방향을 따라 절단된 상태에서 자세 전환을 이루게 되면서 각각의 안쪽 면이 서로 마주하게 되고, 이후 서로 합지된 상태에서 외측둘레가 서로 열융착 고정되면서 포장필름이 만들어지게 된다.
이러한 포장필름에 제품의 보온성, 완충성 등의 다양한 필요 기능을 부여하기 위해 엠보싱을 형성하게 되는데, 이때 종래의 엠보싱 성형장치는 생산된 필름을 엠보싱 성형장치에 투입한 후 엠보싱 가공을 하도록 하고 있고, 필름에 엠보싱 처리하기 위한 가열부의 일정온도 이상의 유지 및 필름 뒷면까지의 열 침투가 이루어지지 않아 필름 표면에 균일한 엠보싱 형성이 곤란하였으며, 또한 필름에 엠보싱 처리 후 자연공기 냉각방식으로 필름을 냉각하기 때문에 필름의 형상 변형이 발생할 우려가 큰 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2016-0047501호 공개특허 제10-2011-0110528호
이에 본 발명에서는 상기와 같은 제반 문제점들을 일소하기 위하여 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보하도록 함과 아울러, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 주안점을 두고 있다.
본 발명은 상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)을 하부 방향으로 안내하는 안내롤러(10); 상기 안내롤러(10)의 하부 측에 구비되어 필름(2)을 가열하는 필름가열부(20); 상기 필름가열부(20)는 안내롤러(10)에 연계되어 필름(2)을 이동시키는 가열부이송롤러(21)와, 상기 안내롤러(10)를 거쳐 가열부이송롤러(21) 측으로 수직 이동되는 필름(2)을 가열하는 직선부(26), 상기 직선부(26)에 하향 연장되어 가열부이송롤러(21)의 외주 연의 형상에 대응 이격되는 곡선부(27)를 갖는 적외선가열기(25)로 구성되며, 상기 직선부(26) 및 곡선부(27)에는 가열부이송롤러(21)에 평행 설치되는 다수의 히터파이프(29)를 포함하고, 상기 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 일측면이 밀착되는 표면 전체에 요철부(32)가 형성되고, 중심부에 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(34)가 형성되는 엠보싱롤러(30); 상기 엠보싱롤러(30)에 인접 설치되어 엠보싱롤러(30) 측으로 근접 이동 가능하도록 구비되며, 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 타측면이 밀착되는 외경부가 고무재질로 형성되는 러버롤러(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 적외선가열기(25)의 직선부(26) 및 곡선부(27)에 설치되는 히터파이프(29)는 양단 측에 측면브라켓(85)에 지지 설치되고, 상기 양단 측 측면브라켓(85)은 가열부이송롤러(21)의 반대 측에 구비된 실린더(81)에 로드(82)로 연결되어, 상기 실린더(81)의 작동으로 인해 적외선가열기(25)와 가열부이송롤러(21)와의 간격 조절이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 러버롤러(40)는 인접한 엠보싱롤러(30)의 반대 측에 구비된 핸들(45)에 스크류볼트(46)로 연결되어 상기 핸들(45)의 작동으로 인해 러버롤러(40)와 엠보싱롤러(30)와의 간격 조절이 가능하고, 상기 러버롤러(40)의 중심부에 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(44)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히터파이프(29)에서 발산되는 열이 필름(2)에 균일하게 전달되도록 하기 위해 다수의 히터파이프(29)와 필름(2) 사이에 판체 또는 망체 형태의 열전달부재(72)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안내롤러(10), 필름가열부(20), 엠보싱롤러(30), 러버롤러(40)를 포함하여 구성되는 보호용 필름 엠보싱 성형장치는 상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)의 하부방향 양측으로 구비되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하면 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 필름가열부, 엠보싱롤러 및 러버롤러의 작동을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 적외선가열기의 전 후진 작동을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 적외선가열기의 상세 구성도.
도 5는 본 발명의 엠보싱롤러 및 러버롤러의 상세 구성도.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 필름가열부, 엠보싱롤러 및 러버롤러의 작동을 나타낸 구성도이며, 도 3은 본 발명의 적외선가열기의 전 후진 작동을 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 적외선가열기의 상세 구성도이고, 도 5는 본 발명의 엠보싱롤러 및 러버롤러의 상세 구성도로서, 위 도 1 내지 도 5를 참고하여 보면 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보하도록 함과 아울러, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치는 안내롤러(10), 필름가열부(20), 엠보싱롤러(30), 러버롤러(40)를 포함하여 이루어진다.
본 발명을 구현하기 위한 상기 안내롤러(10)는 도 1에서와같이 상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)을 하부 방향으로 안내하도록 구성된다. 이때, 안내롤러(10)는 도시된 바처럼 필름(2)의 하부방향 양측으로 구비되도록 하여 브라운방식으로 취출되는 필름(2)을 양측 절개한 상태로 동시 이동되도록 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 안내롤러(10)와 함께 후술 될 필름가열부(20), 엠보싱롤러(30), 러버롤러(40)를 포함하는 구성이 모두 필름(2)의 하부방향 양측으로 구비됨으로써 생산효율을 높일 뿐 아니라, 단일지 또는 이중지의 필름(2)을 선택적으로 가공할 수 있게 된다.
상기 안내롤러(10)의 하부 측에는 필름가열부(20)가 구비된다. 상기 필름가열부(20)는 필름(2)의 표면에 엠보싱 가공을 하기 위해 선 실시되는 가열공정으로서, 도 2에서와같이 가열부이송롤러(21)와 적외선가열기(25)로 구성되어 그 사이로 필름(2)이 통과되면서 가열되도록 구성한다.
상기 필름가열부(20)를 구성하는 가열부이송롤러(21)는 상부 측 안내롤러(10)와, 그 안내롤러(10) 및 가열부이송롤러(21)의 사이들에 구비된 다수의 이송롤러(92)에 연계되어 필름(2)을 이동시키도록 구성되는 것이다. 그리고, 가열부이송롤러(21)에 인접하게 설치되는 적외선가열기(25)는 도 2에서와같이 상기 가열부이송롤러(21)와, 상기 직선부(26)에 하향 연장되어 가열부이송롤러(21)의 외주 연의 형상에 대응 이격되는 곡선부(27)로 구성된다.
이때, 상기 직선부(26) 및 곡선부(27)에는 도 2 내지 도 4에서와같이 가열부이송롤러(21)에 평행 설치되는 다수의 히터파이프(29)를 포함한다. 좀 더 상세하게 설명하자면, 적외선가열기(25)의 직선부(26) 및 곡선부(27)에 설치되는 히터파이프(29)는 도 4에서와 같이 양단측에 측면브라켓(85)에 지지 설치된다.
또한, 상기 양단 측 측면브라켓(85)은 가열부이송롤러(21)의 반대 측에 구비된 실린더(81)에 로드(82)로 연결되어, 상기 실린더(81)의 작동으로 인해 적외선가열기(25)와 가열부이송롤러(21)와의 간격 조절이 가능하도록 구성된다.
이때, 상기 적외선가열기(25)를 사용함으로써 필름(2)의 뒷면까지 열 침투가 이루어지게 되므로 필름(25)의 전체면적이 균일하게 가열되도록 할 수 있고, 원활한 엠보싱을 형성하기 위한 일정온도 이상에서의 온도유지가 용이하며, 적외선가열기(25)와 가열부이송롤러(21)와의 간격 조절이 가능하도록 하여 적외선가열기(25)에서 발산되어 필름(25)에 도달하는 열의 온도를 조절할 수 있게 되고, 히터파이프(29)의 수리 및 교체를 용이하게 할 수 있게 된다.
상기 필름가열부(20)의 변형 실시 예로서, 도 3에서와같이 히터파이프(29)에서 발산되는 열이 필름(2)에 균일하게 전달되도록 하기 위해 다수의 히터파이프(29)와 필름(2) 사이에 열전달부재(72)를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 열전달부재(72)는 열전달효율이 높은 판체 또는 망체로 형성될 수 있는데, 상기 판체는 열전달효율이 높은 금속판재로 구현될 수 있고, 망체는 역시 열전달효율이 높은 금속으로 된 미세망체로 형성될 수 있다.
이때, 상기 판체 또는 망체로 형성되는 열전달부재(72)는 양단 측 측면브라켓(85)에 의해 고정 지지되도록 함이 바람직하다.
한편, 상기 필름가열부(20)의 하부 측에는 필름(2)의 표면에 엠보싱을 형성하기 위한 엠보싱롤러(30) 및 러버롤러(40)가 구비된다.
상기 엠보싱롤러(30)는 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 일측면이 밀착되는 표면 전체에 요철부(32)가 형성되는 금속재질로 구비되며, 도 5에서와같이 엠보싱롤러(30)의 중심부에는 길이방향을 따라 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(34)가 형성된다.
상기 필름(2)의 표면은 엠보싱 성형을 위해 필름가열부(20)를 거치면서 고온의 열로 데워진 상태인데, 그 고온의 필름(2)이 엠보싱롤러(30)를 통해 엠보싱이 형성되는 과정에서 엠보싱 형성과 함께 필름(2)의 냉각이 동시에 이루어질 필요가 있다. 이를 위해 상기 엠보싱롤러(30)의 중심부에 냉각유로(34)를 형성하는 것이다.
즉, 상기 필름(2)에 의해 금속재의 엠보싱롤러(30)의 온도가 상승되는데, 이러한 온도 상승이 유지되면 필름(2)의 표면에 엠보싱 형성 후 바로 냉각되지 않기 때문에 필름(2)의 엠보싱 형상 변형이 발생할 우려가 크므로 엠보싱 형성과 동시에 냉각과정을 거치도록 해야 한다.
이를 위해 상술된 바처럼 엠보싱롤러(30)의 중심부에 냉각유로(34)를 형성하도록 하며, 이때, 상기 냉각유로(34)는 엠보싱롤러(30)의 길이방향으로 형성되고, 엠보싱롤러(30)의 일단부측에서 냉각수가 냉각유로(34)를 통해 유입되어 엠보싱롤러(30)의 타단부측으로 배출되도록 구성한다. 여기에서, 엠보싱 형성된 필름(2)의 냉각효율을 높이기 위해 도 5에서와같이 후술되는 러버롤러(40)의 중심부에도 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(44)를 더 형성할 수 있다.
상기 엠보싱롤러(30)는 도 2에서와같이 모터(38)에 의해 회전되는 체인(39)에 연결 구동되며, 후술되는 러버롤러(40)는 엠보싱롤러(30)의 표면에 마찰되어 연동되도록 구성함이 바람직하다.
상기한 엠보싱롤러(30)에 인접하여 러버롤러(40)가 구비 설치된다. 상기 러버롤러(40)는 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 타측면이 밀착되어 엠보싱의 형성을 완성시키도록 구성되는 것으로 외경부가 러버(rubber) 재질로 형성된다.
또한, 상기 러버롤러(40)는 필름(2)의 두께, 형상 및 작업조건에 따른 엠보싱롤러(30)와의 간격 조절을 위해 엠보싱롤러(30) 측으로 근접 이동 가능하도록 구비되며, 이의 구현을 위해 도 5에서와같이 상기 러버롤러(40)는 인접한 엠보싱롤러(30)의 반대 측에 구비된 핸들(45)에 스크류볼트(46)로 연결되어 상기 핸들(45)의 작동으로 인해 러버롤러(40)와 엠보싱롤러(30)와의 간격 조절이 가능하도록 구성된다.
이때, 상기 러버롤러(40)는 엠보싱롤러(30)에 대응하여 엠보싱 형성이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 65∼72㎏/㎠의 경도로 형성되도록 함이 바람직하다.
이러한 상술된 안내롤러(10), 필름가열부(20), 엠보싱롤러(30), 러버롤러(40)를 포함하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 의하면 상향식 브라운 방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)을 가열부이송롤러(21)의 외경 일측면에 밀착한 상태로 안내하면서 가열부이송롤러(21)에 인접 설치된 적외선가열기(25)의 히터파이프(29)를 가열하여 가열부이송롤러(21)의 안내를 받고 하향 이동되는 필름(2)의 표면을 균일하게 가열되도록 하며, 후공정인 엠보싱롤러(30)와 러버롤러(40) 사이로 지나가는 필름(2)이 러버롤러(40)를 엠보싱롤러(30) 측으로 전진시켜서 엠보싱롤러(30)와 러버롤러(40)의 밀착압력으로 엠보싱롤러(30)의 표면에 유지하는 엠보싱 문양을 형성하기 위한 요철부(32) 형상이 필름(2)의 일측면에 가압 형성되도록 함과 동시에 엠보싱롤러(30)의 온도가 높아지지 않도록 하기 위한 냉각유로(34)의 구성으로 인해 필름(2)에 형성된 엠보싱 문양이 형성과 동시에 형상유지 되는 것이다.
상술된 본 발명에 의하면, 필름 생산 마지막 권취 공정 전에 적외선 히터로 엠보싱 성형하는 방법을 이용한 단일 공정으로 생산하여 후 가공 세팅에 따른 원재료 손실과 품질저하 방지와 효율적인 생산능력을 확보할 수 있게 되고, 또한, 필름의 한쪽 표면에 엠보싱 성형을 하기 위한 엠보싱롤러와 적외선 히터를 구성한 엠보싱 성형장치를 구성하여 필름생산과정에서 필름의 적외선 가열을 이용한 엠보싱 성형 작업이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
2: 필름 10: 안내롤러
20: 필름가열부 21: 가열부이송롤러
25: 적외선가열기 26: 직선부
27: 곡선부 29: 히터파이프
30: 엠보싱롤러 32: 요철부
34: 냉각유로 40: 러버롤러

Claims (5)

  1. 상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)을 하부 방향으로 안내하는 안내롤러(10);
    상기 안내롤러(10)의 하부 측에 구비되어 필름(2)을 가열하는 필름가열부(20);
    상기 필름가열부(20)는 안내롤러(10)에 연계되어 필름(2)을 이동시키는 가열부이송롤러(21)와, 상기 안내롤러(10)를 거쳐 가열부이송롤러(21) 측으로 수직 이동되는 필름(2)을 가열하는 직선부(26), 상기 직선부(26)에 하향 연장되어 가열부이송롤러(21)의 외주 연의 형상에 대응 이격되는 곡선부(27)를 갖는 적외선가열기(25)로 구성되며, 상기 직선부(26) 및 곡선부(27)에는 가열부이송롤러(21)에 평행 설치되는 다수의 히터파이프(29)를 포함하고,
    상기 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 일측면이 밀착되는 표면 전체에 요철부(32)가 형성되고, 중심부에 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(34)가 형성되는 엠보싱롤러(30);
    상기 엠보싱롤러(30)에 인접 설치되어 엠보싱롤러(30) 측으로 근접 이동 가능하도록 구비되며, 필름가열부(20)를 거쳐 가열된 필름(2)의 타측면이 밀착되는 외경부가 러버 재질로 형성되는 러버롤러(40)를 각각 포함하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치에 있어서;
    상기 적외선가열기(25)의 직선부(26) 및 곡선부(27)에 설치되는 히터파이프(29)는 양단 측에 측면브라켓(85)에 지지 설치되고, 상기 양단 측 측면브라켓(85)은 가열부이송롤러(21)의 반대 측에 구비된 실린더(81)에 로드(82)로 연결되어, 상기 실린더(81)의 작동으로 인해 적외선가열기(25)와 가열부이송롤러(21)와의 간격 조절이 가능하도록 구성하고, 상기 히터파이프(29)에서 발산되는 열이 필름(2)에 균일하게 전달되도록 하기 위해 다수의 히터파이프(29)와 필름(2) 사이에 판체 또는 망체 형태의 열전달부재(72)를 포함하여 구비하고;
    상기 러버롤러(40)는 인접한 엠보싱롤러(30)의 반대 측에 구비된 핸들(45)에 스크류볼트(46)로 연결되어 상기 핸들(45)의 작동으로 인해 러버롤러(40)와 엠보싱롤러(30)와의 간격 조절이 가능하고, 상기 러버롤러(40)의 중심부에 냉각수가 유입되어 배출되는 냉각유로(44)를 형성하여;
    상향식 브라운방식으로 취출되어 생성되는 필름(2)의 하부방향 양측으로 구비되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 필름생산 라인 연계형 보호용 필름 엠보싱 성형장치.
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