KR102199603B1 - 필름클립 및 이를 포함하는 분리막 제조를 위한 필름 연신장치 - Google Patents

필름클립 및 이를 포함하는 분리막 제조를 위한 필름 연신장치 Download PDF

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Abstract

분리막 제조를 위한 필름의 연신공정에서 필름의 양측부를 안정적으로 파지할 수 있는 필름클립이 제공된다. 필름클립은 플랩유닛이 스프링에 직접 결합되지 않고 그 내측면이 스프링의 중단에 접촉되어 탄성력이 인가되도록 함으로써, 플랩유닛의 필름 파지 및 파지 해제 동작의 반복에 따라 스프링이 파단되는 것을 방지하여 필름 연신공정의 효율을 높일 수 있다.

Description

필름클립 및 이를 포함하는 분리막 제조를 위한 필름 연신장치{Film clip and film stretching apparatus including the same for manufacturing separation membrane}
본 발명은 이차전지의 핵심부품 중 하나인 분리막 제조를 위한 필름의 연신공정에서 필름의 양측부를 안정적으로 파지할 수 있는 필름클립 및 이를 포함하는 필름 연신장치에 관한 것이다.
미세다공성 막은 의료용 투석, 환경 여과, 식품정제 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다. 최근에는 미세다공성 막이 리튬이차전지(리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등)의 분리막으로 널리 이용되고 있다. 특히, 리튬폴리머전지에 이용되는 미세다공성 막의 경우는 양극 및 음극 분리막의 역할과 이온 전도의 매개체 즉, 전해질의 역할을 수행한다.
이와 같이 전지의 분리막 및 전해질로 이용되는 미세다공성 막은 주로 폴리올레핀계 수지를 이용하여 구현될 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하는데 결정화도가 높아서 리튬이차전지의 분리막으로 사용될 경우 인장강도, 강성, 충격강도가 향상될 뿐만 아니라 이온 투과도의 큰 향상을 기대할 수 있다.
폴리올레핀계 수지를 이용한 미세다공성 막의 분리막 제조방법은 원단필름을 이용하여 제조될 수 있다. 원단필름을 이용한 분리막의 제조방법은 크게 연신법(MCS: 1 Phase), 열유도 상분리법(TIPS: 2 Phase), 상전환법(Phase inversion: 3 Phase)로 구별된다. 이중에서 용매를 사용하지 않고 고분자만을 원료로 사용하여 연신(stretching)만을 이용하는 MSS 방식인 건식제조방법이 주로 사용된다.
종래의 건식제조방법은 연신장치를 이용하여 원단필름을 1축 연신함으로써 내부에 미세 기공이 형성된 분리막을 제조하였다. 1축 연신에 의한 분리막 제조방식은 간단한 생산 공정으로 대량생산이 가능하여 가장 경제적이고, 기계방향(MD) 인장 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 폭방향(TD) 즉, 연신방향과 수직인 방향의 인장 강도가 낮은 문제가 있어 분리막의 안정성이 저하되었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 연신장치를 이용하여 원단필름을 1축 및 2축으로 두 번 이상 연신하는 제조방식이 제안되었다. 이러한 분리막 제조방식은 분리막의 기계적 강도를 향상시킬 수 있으며, 나아가 분리막 내부의 고기공도 특성을 만족시킬 수 있다.
상술한 분리막 제조공정에서 사용되는 필름연신장치에는 원단필름의 양측부를 파지하여 고정시키는 다수개의 필름 클립이 사용되고 있다. 이러한 필름 클립은 연신장치의 크기에 따라 그 개수가 달라질 수 있으나, 하나의 연신장치에 최대 2500개가 배치되어 원단필름의 양측부를 파지하여 고정하고 있다.
최근 원단필름의 두께가 더욱 얇아지고 그 면적이 커지는 추세에 있다. 이로 인해, 종래의 연신장치를 통한 연신 공정 시 필름 클립으로부터 원단필름이 이탈되는 현상이 발생되고 있으며, 이로 인해 분리막의 품질 및 수율이 저하되는 문제가 발생된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분리막 제조를 위한 필름의 연신공정에서 필름의 양측부를 안정적으로 파지할 수 있는 필름클립 및 이를 포함하는 필름 연신장치를 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필름클립은 필름의 측단을 파지하여 레일을 따라 일 방향 이동된다. 이러한 필름클립은, 측벽과 상기 측벽의 전면 하단에서 돌출 형성되어 상기 필름의 측단이 안착되는 안착부 및 상기 측벽의 전면 상단 양측에서 상기 안착부와 나란하도록 돌출 형성된 한 쌍의 결합부가 구비된 몸체유닛; 상기 안착부의 하부에 결합되는 링크유닛; 상기 결합부의 일단에 회동 가능하도록 결합되고, 하단부가 상기 안착부에 안착된 상기 필름의 측단 상면에 접촉되는 플랩유닛; 및 양단이 상기 결합부의 내측에 결합되고, 중단이 상기 플랩유닛의 내측에 접촉되는 스프링을 포함한다.
여기서, 상기 플랩유닛은 상기 스프링의 탄성력에 의해 회동이 제어되어 상기 필름의 측단 상면에 접촉되거나 비접촉된다. 이러한 상기 플랩유닛은 하단부 저면에 톱니 형태의 다수의 돌기부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 링크유닛은 전방을 차폐하도록 ㄷ자 형태인 것을 특징으로 한다. 이러한 링크유닛은 전면 양측에서 각각 연장되어 형성된 한 쌍의 제1오일가드를 포함한다.
필름클립은, 상기 링크유닛의 내측에 결합되어 서로 인접되는 한 쌍의 링크유닛 간을 연결하는 체인유닛을 더 포함한다. 상기 체인유닛은, 서로 나란하게 배치된 한 쌍의 중공형 롤러; 상기 중공형 롤러 각각에 삽입되는 체인결합핀; 및 상기 중공형 롤러와 상기 체인결합핀 사이에 배치된 오일리스 베어링을 포함한다.
필름클립은, 상기 몸체유닛의 상기 측벽의 후면에 결합되어 상기 레일에 접촉되고, 일 방향 회전되어 상기 필름클립을 상기 레일을 따라 이동시키는 제1이송유닛을 더 포함한다. 상기 제1이송유닛은, 상기 측벽의 후면 상단에 결합되어 상기 레일의 상단에 접촉되는 제1이송롤러; 및 상기 측벽의 후면 하단에 결합되어 상기 레일의 전면에 접촉되는 제2이송롤러를 포함한다.
또한, 필름클립은, 상기 링크유닛의 배면에 결합되어 상기 레일에 접촉되고, 일 방향 회전되어 상기 필름클립을 상기 레일을 따라 이동시키는 제2이송유닛을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필름 연신장치는 분리막 제조를 위한 필름을 폭 방향으로 연신한다. 이러한 필름 연신장치는, 일 방향으로 반송되는 필름의 양측에 각각 배치되고, 복수개의 필름클립이 설치되는 제1레일 및 제2레일을 포함한다. 그리고, 상기 필름클립은, 상기 필름의 양측단을 파지하여 상기 제1 및 제2레일을 따라 상기 필름의 반송 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 필름클립은, 필름을 파지하는 플랩유닛이 스프링에 직접 결합되지 않고 그 내측면이 스프링의 중단에 접촉되어 탄성력이 인가되도록 함으로써, 플랩유닛의 필름 파지 및 파지 해제 동작의 반복에 따라 스프링이 파단되는 것을 방지하여 필름 연신공정의 효율을 높일 수 있다.
또한, 필름클립은 플랩유닛의 저면에 다수개의 돌기를 형성하여 필름 상면에 선 접촉되도록 함으로써, 플랩유닛의 저면과 필름 간의 파지력 및 고정력이 향상될 수 있다.
또한, 필름클립은 링크유닛의 전면 양측단 및 몸체유닛의 측벽 양측단 각각에 소정 길이로 연장되도록 오일가드를 형성함으로써, 외부로부터 이물질이 플랩유닛에 의해 파지된 필름 방향으로 침투되는 것을 방지하여 필름 연신공정의 불량율을 감소시킬 수 있다.
또한, 필름클립은 필름을 파지하여 이동되는 중에 인가되는 하중을 몸체유닛 및 링크유닛 각각에 분산시킬 수 있어, 필름클립의 이동 중에 인가되는 하중에 의해 파손되거나 또는 필름의 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필름클립을 포함하는 분리막 필름의 연신장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 필름클립을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 필름클립의 분해 사시도를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 후면도이다.
도 5는 도 2의 몸체부를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 플랩부를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3의 체인유닛을 나타내는 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특성, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특성들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 필름클립 및 이를 포함하는 분리막 필름의 연신장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필름클립을 포함하는 분리막 필름의 연신장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 분리막 제조를 위한 필름 연신장치(100)는 외부, 예컨대 필름 롤(미도시)에서 인출되어 공급되는 원단필름(10)을 그 반송방향(X축 방향)과 직교하는 폭 방향(Y축 방향)으로 연신할 수 있다.
이러한 필름 연신장치(100)는 원단필름(10)의 양측부를 다수개의 필름클립(200)으로 파지하고, 그 상태에서 필름클립(200)을 원단필름(10)의 반송방향으로 이동할 수 있다. 이때, 다수개의 필름클립(200) 중 대향되는 필름클립(200) 간의 간격이 점점 증가됨으로써 원단필름(10)은 폭 방향으로 연신될 수 있다.
필름 연신장치(100)는 원단필름(10)의 반송구간을 따라 원단필름(10)의 양측에 배치된 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 포함할 수 있다. 그리고, 전술된 다수개의 필름클립(200)은 제1레일(110) 및 제2레일(120) 각각에 복수개로 설치될 수 있다.
필름 연신장치(100) 내의 원단필름(10)의 반송구간, 즉 제1레일(110) 및 제2레일(120)의 일측에서 타측까지의 구간은 다수개의 공정 구간으로 구분될 수 있다.
예컨대, 반송구간은 제1레일(110) 및 제2레일(120)의 일측, 다시 말해 원단필름(10)이 인입되는 측에서부터 원단필름(10)의 예열을 위한 예열구간(A1), 1차 연신공정이 진행되는 제1연신구간(A2), 2차 연신공정이 진행되는 제2연신구간(A3), 2차 연신상태를 유지하는 유지구간(A4) 및 연신된 원단필름(10)을 경화시키는 경화구간(A5)으로 구분될 수 있다.
또한, 필름 연신장치(100)는 예열구간(A1) 이전에 다수개의 필름클립(200)에 의해 원단필름(10)의 파지가 이루어지는 파지 개시구간(미도시) 및 경화구간(A5) 이후에 연신된 필름을 파지하고 있는 다수개의 필름클립(200)의 파지를 해제하는 파지 해제구간(미도시)을 더 포함할 수 있다.
다수개의 필름클립(200)은 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 원단필름(10)의 반송구간을 왕복으로 이동할 수 있다. 예컨대, 다수개의 필름클립(200)은 필름 연신장치(100)의 파지 개시구간의 위치로부터 파지 해제구간까지 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 이동될 수 있다. 또한, 다수개의 필름클립(200)은 필름 연신장치(100)의 파지 해제구간으로부터 파지 개시구간의 위치까지 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 이동될 수 있다. 즉, 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 필름 연신장치(100)의 양측에서 다수개의 필름클립(200)을 왕복으로 이동시킬 수 있는 환형상으로 설치될 수 있다.
한편, 다수개의 필름클립(200)에는 이들 각각을 소정 간격으로 연결하며 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 이동되는 체인(미도시)이 설치될 수 있다. 그리고, 필름 연신장치(100)의 파지 개시구간 전단 및 파지 해제구간 후단 각각에는 각 필름클립(200)에 설치된 체인에 연결되는 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)가 배치될 수 있다.
제1회전롤러(130a)와 제2회전롤러(130b) 각각은 일 방향으로 회전될 수 있다. 이러한 회전롤러의 회전에 의해 다수개의 필름클립(200) 각각의 체인이 일 방향으로 이동됨으로써, 필름클립(200)은 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 일정한 속도로 순환 이동될 수 있다.
또한, 필름 연신장치(100)의 파지 개시구간에는 다수개의 필름클립(200) 각각에 원단필름(10)의 측단이 파지되도록 하는 파지 개시부(미도시)가 배치될 수 있다. 또한, 파지 해제구간에는 다수개의 필름클립(200) 각각에 의해 파지된 원단필름(10)의 측단의 파지를 해제하는 파지 해제부(미도시)가 배치될 수 있다.
이에, 원단필름(10)은 파지 개시구간에서 다수개의 필름클립(200)에 파지되고, 필름 연신장치(100)의 반송구간을 따라 반송되면서 예열구간(A1), 제1연신구간(A2), 제2연신구간(A3), 유지구간(A4) 및 경화구간(A5)을 통과하는 동안 소정의 폭으로 연신될 수 있다.
그리고, 연신된 원단필름(10)은 파지 해제구간에서 다수개의 필름클립(200)으로부터 파지 해제된 후, 후속 공정을 위하여 이동될 수 있다. 여기서, 다수개의 필름클립(200)은 원단필름(10)의 파지 해제 후, 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)의 회전에 의해 다시 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 파지 개시구간으로 이동될 수 있다.
파지 개시구간에서 다수개의 필름클립(200)에 의해 그 측단이 파지된 원단필름(10)은 필름클립(200)의 이동에 따라 필름 연신장치(100)의 예열구간(A1)으로 반송될 수 있다. 예열구간(A1)에는 소정의 가열부(미도시)가 배치될 수 있다. 이에, 다수개의 필름클립(200)에 파지되어 예열구간(A1)으로 이동된 원단필름(10)은 소정의 온도로 예열될 수 있다. 이러한 예열에 의해 추후 원단필름(10)의 연신공정에서 신속한 연신이 가능할 수 있으며, 원단필름(10)에 대하여 폭 방향에서 균일한 장력이 부여되도록 할 수 있다.
예열구간(A1)에 대응되는 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 원단필름(10)의 반송방향과 평행하게 배치될 수 있다. 따라서, 다수개의 필름클립(200)의 이동에 의해 예열구간(A1)을 통과하는 필름의 폭, 예컨대 제1폭(W0)은 최초 필름 연신장치(100)로 공급되는 원단필름(10)의 폭과 동일할 수 있다.
예열구간(A1)을 통과한 필름은 필름클립(200)의 이동에 의해 필름 연신장치(100)의 제1연신구간(A2)으로 반송될 수 있다. 제1연신구간(A2)에서 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 필름의 반송방향에 대하여 각각 소정의 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
예컨대, 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 필름의 반송방향에 대하여 제1연신각도(θ1)를 이루도록 외향으로 배치됨으로써, 제1연신구간(A2)의 후단으로 갈수록 제1레일(110) 및 제2레일(120) 간의 이격 거리가 증가될 수 있다.
이로써, 제1레일(110) 및 제2레일(120) 각각을 따라 이동되는 다수개의 필름클립(200) 중에서 서로 대향되는 필름클립(200) 간의 거리가 증가될 수 있다. 이로 인해, 예열구간(A1)에서 소정의 온도로 예열된 원단필름(10)은 제1연신구간(A2)을 이동하는 다수개의 필름클립(200)에 의해 반송방향과 교차되는 폭 방향으로 1차 연신될 수 있다. 여기서, 제1연신구간(A2)을 통과한 필름의 제2폭(W1)은 예열구간(A1)을 통과한 필름의 제1폭(W0)보다 상대적으로 클 수 있다.
제1연신구간(A2)을 통과한 1차 연신된 필름은 필름클립(200)의 이동에 의해 필름 연신장치(100)의 제2연신구간(A3)으로 반송될 수 있다. 제2연신구간(A3)에서 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 1차 연신된 필름의 반송방향에 대하여 각각 소정의 각도, 예컨대 제2연신각도(θ2)를 이루도록 외향으로 배치될 수 있다.
따라서, 제2연신구간(A3)에서도 그 후단으로 갈수록 제1레일(110) 및 제2레일(120) 간 이격 거리가 증가되고, 이로 인해 서로 대향되는 필름클립(200) 간의 이격 거리 역시 증가될 수 있다. 여기서, 제2연신각도(θ2)는 제1연신각도(θ1)보다 클 수 있다.
이에, 제1연신구간(A2)에 의해 제2폭(W1)으로 폭 방향 1차 연신된 필름은 제2연신구간(A3)을 통과하면서 제2폭(W1)보다 큰 제3폭(W2)으로 폭방향 2차 연신될 수 있다.
제1연신구간(A2) 및 제2연신구간(A3)의 연신각도, 구간 폭, 필름클립(200)의 이동속도는 제어부(미도시)에 설정된 최적값으로 조절될 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따라 원단필름(10)의 연신공정 시에 작업자에 의해 설정된 값이 수정될 수 있음은 자명할 것이다.
또한, 제1연신구간(A2)과 제2연신구간(A3)은 동일한 구간 폭을 가지거나 또는 제2연신구간(A3)이 상대적으로 큰 구간 폭을 가질 수도 있다.
추가로, 제1연신구간(A2) 및 제2연신구간(A3)에는 원단필름(10)의 연신 효율을 더 높이기 위하여 반송되는 필름이 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 가열부(미도시)가 포함될 수도 있다.
한편, 본 실시예의 필름 연신장치(100)는 2번의 연신구간을 포함하는 것을 예로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 필름 연신장치(100)는 원단필름(10)이 3번 이상 연신될 수 있도록 3구간 이상의 연신구간을 포함할 수도 있다.
필름 연신장치(100)의 유지구간(A4) 및 경화구간(A5)에서, 제1레일(110) 및 제2레일(120)은 필름의 반송방향과 평행하도록 배치될 수 있다. 따라서, 제2연신구간(A3)을 통과하여 2차 연신된 필름은 유지구간(A4) 및 경화구간(A5)을 통과하면서 연신된 폭을 유지하며 반송될 수 있다.
또한, 경화구간(A5)에는 2차 연신된 필름이 상온 상태가 되도록 열 경화 및 냉 경화하는 경화수단(미도시)이 배치될 수 있다. 경화수단은 유지구간(A4)을 통과하여 반송되는 2차 연신된 필름을 서서히 경화함으로써 연신된 필름에 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
경화구간(A5)을 통과한 2차 연신된 필름은 파지 해제구간을 통과하고, 그에 따라 다수개의 필름클립(200)의 필름 파지가 해제될 수 있다. 다수개의 필름클립(200)은 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 이동하여 파지 개시구간으로 복귀할 수 있다. 다수개의 필름클립(200)에서 파지 해제된 연신된 필름은 후속 공정을 위하여 권취 롤(미도시) 등에 권취되어 이동될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 분리막 제조를 위한 필름 연신장치(100)는 다수의 필름클립(200)을 이용하여 원단필름(10)의 양 측부를 파지하여 고정한 상태로 제1레일(110) 및 제2레일(120)을 따라 필름클립(200)을 이동시킴으로써, 원단필름(10)을 연신하여 분리막 필름을 제조할 수 있다. 이때, 필름의 연신공정의 효율 및 생산수율의 향상을 위하여 필름클립(200)에 의해 원단필름(10)이 정확하고 안정적으로 파지되어 고정된 상태를 유지해야 한다. 이에, 본 발명은 필름의 정확한 파지 및 고정을 위해 새로운 구조를 갖는 필름클립(200)을 제안하며, 이에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 필름클립을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 필름클립의 분해 사시도를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 후면도이다.
또한, 도 5는 도 2의 몸체유닛을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 2의 플랩유닛을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 3의 링크유닛에 결합되는 체인유닛을 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 필름클립(200)에 대해 상세히 설명한다. 편의를 위하여, 본 실시예에서는 제1레일(110)에 결합되는 필름클립(200)에 대해 설명하나, 제2레일(120)에 결합되는 필름클립 역시 동일한 구조를 가짐은 자명할 것이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 필름클립(200)은 몸체유닛(210), 링크유닛(230) 및 플랩유닛(230)이 서로 체결되어 구성될 수 있다.
필름클립(200)은 그 후면으로 제1레일(110)과 연결되어 제1레일(110)을 따라 일 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 필름클립(200)의 후면과 제1레일(110) 사이에는 하나 이상의 이송유닛, 예컨대 제1이송유닛(260) 및 제2이송유닛(265)이 구비되어 필름클립(200)이 제1레일(110)을 따라 원활하게 이동되도록 할 수 있다.
필름클립(200)의 몸체유닛(210)은 측벽(211), 안착부(213) 및 결합부(212)를 포함할 수 있다. 또한, 몸체유닛(210)에는 플랩유닛(230), 링크유닛(230) 및 제1이송유닛(260)이 각각 결합되도록 하는 결합홀, 예컨대 제1결합홀(212a) 내지 제3결합홀(211b)이 형성될 수 있다.
몸체유닛(210)의 안착부(213)는 측벽(211)의 하단에서 전면 방향, 예컨대 제1레일(110)에 연결되는 후면에 대향되는 필름 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이러한 안착부(213)의 상면에는 필름의 일측단이 안착될 수 있다.
몸체유닛(210)의 결합부(212)는 측벽(211)의 상단에서 전면 방향으로 돌출되어 한 쌍이 형성될 수 있다. 한 쌍의 결합부(212)는 서로 대향되도록 형성될 수 있다. 한 쌍의 결합부(212)는 안착부(213)와 나란하도록 형성될 수 있다.
결합부(212)의 일단에는 플랩유닛(230)이 결합될 수 있다. 이를 위하여, 결합부(212)의 일단에는 회전축(253)이 삽입될 수 있는 제1결합홀(212a)이 형성될 수 있다. 또한, 플랩유닛(230)에는 상기 제1결합홀(212a) 동일 선상에 삽입홀(222a)이 형성될 수 있다. 이에, 결합부(212)의 일측의 제1결합홀(212a)을 통과한 회전축(253)은 플랩유닛(230)의 삽입홀(222a)을 통과하여 결합부(212)의 타측의 제1결합홀(212a) 내에 고정됨으로써, 플랩유닛(230)이 결합부(212)의 일단 내측에 결합될 수 있다. 이때, 플랩유닛(230)은 회전축(253)에 의해 소정 각도로 회동되도록 결합부(212)에 결합될 수 있다.
또한, 결합부(212)의 내측에는 스프링(240)이 결합될 수 있다. 스프링(240)은 플랩유닛(230)이 결합된 부분과 측벽 사이에 위치할 수 있다.
스프링(240)은 그 양단이 결합부(212)의 내측에 각각 결합될 수 있다. 또한, 스프링(240)의 중단에는 소정 돌출된 돌출부(245)가 형성되어 플랩유닛(230)의 내측면에 접촉될 수 있다. 여기서, 스프링(240)의 돌출부(245)는 'U'자 형태로 돌출되어 플랩유닛(230)의 내측면에 접촉되며, 플랩유닛(230)에 소정의 탄성력을 제공할 수 있다.
측벽(211)의 후면에는 하나 이상의 이송롤러로 구성된 제1이송유닛(260)이 결합될 수 있다. 제1이송유닛(260)은 몸체유닛(210)과 제1레일(110) 사이에 배치되어 몸체유닛(210) 즉, 필름클립(200)이 제1레일(110)을 따라 이동되도록 할 수 있다.
제1이송유닛(260)은 측벽(211)의 후면에 나란하게 결합되어 제1레일(110)의 상단부에 접촉되는 제1이송롤러(261) 및 측벽(211)의 후면에 수직하게 결합되어 제1레일(110)의 전면에 접촉되는 제2이송롤러(263)를 포함할 수 있다.
제1이송롤러(261)는 측벽(211)의 후면에 형성된 결합홀(미도시)에 삽입되어 결합되고, 제2이송롤러(263)은 측벽(211)의 후면에 형성된 제2결합홀(211a)에 삽입되어 결합될 수 있다.
이러한 제1이송롤러(261) 및 제2이송롤러(263)는 후술될 체인유닛(270)의 이동에 따라 제1레일(110)에 접촉되어 일 방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 필름클립(200)은 제1레일(110)을 따라 이동될 수 있다.
플랩유닛(230)은 회전축(253)을 통해 결합부(212)의 일단 내측에 회동 가능하도록 결합될 수 있다. 플랩유닛(230)은 몸체유닛(210)의 상단보다 높게 형성되어 노출되는 상단부(221), 결합부(212)에 결합되는 중단부(222) 및 안착부(213)의 일면에 인접되어 필름을 파지하는 하단부(223)가 일체로 형성될 수 있다.
플랩유닛(230)의 상단부(221)는 필름 연신장치(100)의 파지 개시부 및 파지 해제부 각각에 의해 일 방향으로 가압될 수 있다. 상단부(221)의 가압에 따라 플랩유닛(230)의 내측에는 스프링(240)에 의한 탄성력이 제공됨으로써 하단부(223)가 몸체유닛(210)의 안착부(213)에 안착된 필름을 파지하거나 파지해제할 수 있다.
예컨대, 필름클립(200)이 제1레일(110)을 따라 이동되어 필름 연신장치(100)의 파지 개시구간에 진입되면, 파지 개시부는 플랩유닛(230)의 상단부(221)를 제1방향, 예컨대 몸체유닛(210)의 전면 방향으로 가압할 수 있다. 이에, 플랩유닛(230)의 하단부(223)는 몸체유닛(210)의 안착부(213)의 일면에 대하여 소정 각도로 경사지도록 배치되어 열린 상태, 즉 안착부(213)의 일면에 이격된 상태가 될 수 있다.
이 상태에서, 안착부(213)에 필름의 일 측단이 안착되면, 파지 개시부는 플랩유닛(230)의 상단부(221) 가압을 해제할 수 있다. 이에, 플랩유닛(230)은 그 내측에 접촉된 스프링(240)의 탄성력에 의해 최초 상태, 예컨대 하단부(223)가 안착부(213)의 일면에 수직하게 배치되는 닫힘 상태가 되어 필름의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 필름은 그 상면이 플랩유닛(230)의 하단부(223)에 의해 파지되어 고정될 수 있다.
이때, 플랩유닛(230)의 하단부(223) 저면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 톱니 형상으로 돌출된 다수개의 돌기로 이루어진 접촉부(225)가 형성될 수 있다. 이러한 접촉부(225)에 의해 하단부(223)의 저면은 필름의 상면에 선 접촉될 수 있으며, 이로 인해 플랩유닛(230)에 의한 필름의 파지력 및 고정력이 향상될 수 있다.
또한, 플랩유닛(230)에 의해 필름이 파지된 상태에서, 필름클립(200)이 제1레일(110)을 따라 이동되어 필름 연신장치(100)의 파지 해제구간에 진입될 수 있다. 이때, 필름은 연신장치(100)의 예열구간(A1), 제1연신구간(A2), 제2연신구간(A3) 및 경화구간(A5)을 통과하며 축 방향으로 연신된 상태일 수 있다.
파지 해제부는 파지 해제구간에 진입된 필름클립(200)의 플랩유닛(230) 상단부(221)를 제1방향으로 가압할 수 있다. 이에, 플랩유닛(230)의 하단부(223)는 몸체유닛(210)의 안착부(213)의 일면에 대하여 소정 각도로 경사지도록 배치되어 열림 상태가 될 수 있다. 따라서, 연신된 필름은 그 측단의 고정이 해제되고, 권취롤에 감겨 후속 공정을 위해 이동될 수 있다.
그리고, 파지 해제부에 의해 플랩유닛(230)의 상단부(221)가 가압된 상태에서, 필름클립(200)은 제1레일(110)을 따라 다시 파지 개시구간으로 원복될 수 있다. 이때, 파지 해제부는 필름클립(200)이 파지 해제구간을 벗어날 때 플랩유닛(230)의 상단부(221) 가압을 해제할 수 있다. 이에, 플랩유닛(230)은 그 내측에 접촉된 스프링(240)의 탄성력에 의해 최초 상태가 되어 제1레일(110)을 따라 파지 개시구간으로 이동될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 플랩유닛(230)은 파지 개시부 및 파지 해제부에 의한 상단부 가압 및 가압 해제에 따라 스프링(240)의 탄성력에 의해 열림 상태 및 닫힘 상태가 되도록 그 회동이 제어될 수 있다. 이러한 플랩유닛(230)의 회동 제어에 의해 안착부(213)에 안착되는 필름의 측단 상면이 파지되어 고정되거나 또는 파지 해제될 수 있다. 한편, 플랩유닛(230)의 중단부(222)에는 전술된 회전축(253)이 삽입되는 제2삽입홀(222a)이 형성될 수 있다. 제2삽입홀(222a)은 몸체유닛(210)의 결합부(212)에 형성된 제1결합홀(212a)과 동일 선상에 배치되도록 형성될 수 있다.
플랩유닛(230)은 상단부(221)의 가압 및 가압 해제에 따라 중단부(222)가 회전축(253)을 통해 회동되어 하단부(223)가 열림 및 닫힘 상태가 될 수 있다.
링크유닛(230)은 몸체유닛(210)의 안착부(213) 하부에 결합될 수 있다. 이에, 몸체유닛(210)에는 링크유닛(230)과의 결합을 위한 링크 결합핀, 예컨대 제1결합핀(251)이 삽입되는 제3결합홀(211b)이 형성될 수 있다. 링크유닛(230)은 몸체유닛(210)의 제3결합홀(211b)을 통해 삽입된 제1결합핀(251)에 의해 몸체유닛(210)의 안착부(213) 하부에 결합될 수 있다.
링크유닛(230)은 'ㄷ'자 형태로 형성되어 안착부(213) 하부의 전면을 차폐할 수 있다. 또한, 링크유닛(230)의 내측, 예컨대 링크유닛(230)의 전면과 제1레일(110) 전면 사이의 공간에는 필름 연신장치(100)의 제1회전롤러(130a) 또는 제2회전롤러(130b)에 연결되어 이동되는 체인유닛(270)이 결합될 수 있다. 체인유닛(270)은 링크유닛(230)의 상부에서부터 결합되는 체인 결합핀, 예컨대 제2결합핀(255)에 의해 링크유닛(230)의 내측에 결합될 수 있다.
체인유닛(270)은 링크유닛(230)의 내측에 2개가 결합될 수 있다. 이때, 각 체인유닛(270)은 서로 연결되지 않으며, 링크유닛(230)과 이에 인접된 다른 필름클립(200)의 링크유닛(230) 간을 서로 결합시킬 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 체인유닛(270)은 상부커버(271), 하부커버(272) 및 이들 사이의 한 쌍의 중공형 롤러(273)와 베어링(275)을 포함할 수 있다.
상부커버(271)와 하부커버(272) 각각에는 한 쌍의 제2결합핀(255)이 각각 삽입되는 개구가 형성될 수 있다. 상부커버(271)와 하부커버(272) 각각의 개구에는 서로 인접된 2개의 필름클립(200)의 제2결합핀(255)이 각각 삽입될 수 있다.
즉, 하나의 체인유닛(270)은 2개의 제2결합핀(255)을 통해 서로 인접된 2개의 필름클립(200)의 링크유닛(230)에 각각 결합될 수 있다. 따라서, 하나의 필름클립(200)의 링크유닛(230)에는 2개의 체인유닛(270)이 결합되므로, 이를 통해 하나의 필름클립(200)은 이에 인접되는 2개의 필름클립(200)과 체인유닛(270)을 통해 연결될 수 있다.
제2결합핀(255)은 링크유닛(230)의 상부 개구를 통해 삽입되어 체인유닛(270)의 상부커버(271)의 개구, 롤러(273)의 내측 및 하부커버(272)의 개구를 각각 통과하여 링크유닛(230)의 하부면에 고정될 수 있다.
여기서, 제2결합핀(255)과 롤러(273)의 내면 사이에는 베어링(275)이 배치될 수 있다. 베어링(275)은 제2결합핀(255)과 롤러(273) 간의 마찰에 의한 마모를 방지할 수 있다. 이러한 베어링(275)은 외주면에 다수개의 홀(275a)이 형성된 오일리스 베어링일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
링크유닛(230)에 결합된 체인유닛(270)은 전술된 필름 연신장치(100)의 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)에 접촉되고, 이들의 회전에 따라 이동될 수 있다. 이러한 체인유닛(270)의 이동에 의해 필름클립(200)이 제1레일(110)을 따라 이동될 수 있다.
즉, 다수개의 필름클립(200)은 각각의 체인유닛(270)에 의해 서로 연결되어 제1레일(110)에 설치될 수 있다. 그리고, 제1레일(110)의 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)가 일 방향으로 회전함에 따라 해당 위치에 있는 필름클립(200)의 체인유닛(270)이 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)에 연결되어 회전하면서 이에 연결되어 있는 다른 필름클립(200)을 당겨 이동시킬 수 있다. 이러한 과정이 반복됨에 따라 다수개의 필름클립(200)은 제1레일(110) 상에서 일 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 전술된 체인유닛(270)은 링크유닛(230)의 내측에 결합되는 것으로, 제1레일(110)에 접촉되지 않을 수 있다. 이에, 본 실시예의 필름클립(200)은 원활한 이동을 위하여 링크유닛(230)의 상면 및 배면 각각에 결합되는 이송롤러, 예컨대 제3이송롤러(266) 및 제4이송롤러(267)를 포함하는 제2이송유닛(265)이 결합될 수 있다.
제2이송유닛(265)의 제3이송롤러(266)는 링크유닛(230)의 상면에 결합될 수 있다. 제3이송롤러(266)는 제1이송유닛(260)의 제2이송롤러(263)와 동일한 방향, 즉 제1레일(110)의 전면에 수직한 방향으로 접촉되도록 링크유닛(230)의 상면에 결합될 수 있다.
제2이송유닛(265)의 제4이송롤러(267)는 링크유닛(230)의 배면에 결합될 수 있다. 제4이송롤러(267)는 제3이송롤러(266)와 나란하게 배치되도록 결합되어 제1레일(110)의 전면에 수직하게 접촉될 수 있다.
즉, 몸체유닛(210) 및 링크유닛(230) 각각에 제1레일(110)에 접촉되는 제1이송유닛(260) 및 제2이송유닛(265)이 결합되고, 이들은 체인유닛(270)의 이동에 따라 제1레일(110)에서 일 방향으로 회전됨으로써, 필름유닛(200)은 제1레일(110)을 따라 일 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 링크유닛(230)의 전면부에는 그 양측단에서 소정 길이로 연장되도록 오일가드, 예컨대 제1오일가드(235)가 형성될 수 있다. 제1오일가드(235)는 링크유닛(230)의 내측에 결합된 체인유닛(270) 또는 제1레일(110)로부터 이물질, 예컨대 윤활유 등의 이물질이 전방, 즉 필름 방향으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
제1오일가드(235)는 링크유닛(230)의 전면 양측 단부에서 연장될 수 있으며, 그 끝단은 체인유닛(270)의 폭 방향으로 대략 1/2지점에 대응될 수 있다. 이에, 체인유닛(270)에 의해 결합되어 인접되는 2개의 필름클립(200) 각각의 링크유닛(230)은 그 전면에 형성된 제1오일가드(235)의 단부가 서로 접촉됨으로써, 링크유닛(230)의 전면을 모두 차폐할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체유닛(210)의 측벽(211) 양측 단부에도 제1오일가드(235)와 유사한 제2오일가드(215)가 형성될 수 있다. 제2오일가드(215)는 측벽(211) 양측 단부에서 소정 길이로 연장되어 형성됨으로써, 제1레일(110)로부터 윤활유 등의 이물질이 필름 방향으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 필름클립(200)은 몸체유닛(210)과 링크유닛(230) 각각에 인가되는 하중을 적절히 분배함으로써, 필름을 파지하여 이동하는 중에 하중에 의해 필름이 파지 해제되어 탈락되거나 또는 필름클립(200)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 필름클립(200)은 몸체유닛(210) 및 링크유닛(230)에 제1레일(110)에 접촉되는 하나 이상의 이송롤러로 이루어진 이송유닛, 즉 제1이송유닛(260) 및 제2이송유닛(265)이 각각 구비됨으로써, 필름 연신장치(100)의 제1회전롤러(130a) 및 제2회전롤러(130b)에 의해 체인유닛(270)에 인가되는 하중이 몸체유닛(210) 및 링크유닛(230) 각각으로 분산될 수 있다. 따라서, 필름클립(200)의 이동 중에 발생되는 파손이나 필름 파지 해제를 방지할 수 있다.
또한, 필름클립(200)은 몸체유닛(210)과 링크유닛(230) 간 용이한 체결 또는 분리가 이루어질 수 있으며, 이로 인해 필름클립(200)이 제1레일(110)에 용이하게 결합되거나 또는 분리될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 필름클립(200)은 필름을 파지하는 플랩유닛(230)이 스프링(240)에 직접 결합되지 않고 그 내측면이 스프링(240)의 중단에 접촉되어 탄성력이 인가되도록 함으로써, 플랩유닛(230)의 필름 파지 및 파지 해제 동작의 반복에 따라 스프링(240)이 파단되는 것을 방지하여 필름 연신공정의 효율을 높일 수 있다.
또한, 필름클립(200)은 플랩유닛(230)의 저면에 다수개의 돌기를 형성하여 필름 상면에 선 접촉되도록 함으로써, 플랩유닛(230)의 저면과 필름 간의 파지력 및 고정력이 향상될 수 있다.
또한, 필름클립(200)은 링크유닛(230)의 전면 양측단 및 몸체유닛(210)의 측벽 양측단 각각에 소정 길이로 연장되도록 오일가드를 형성함으로써, 외부로부터 이물질이 플랩유닛(230)에 의해 파지된 필름 방향으로 침투되는 것을 방지하여 필름 연신공정의 불량율을 감소시킬 수 있다.
아울러, 본 실시예의 필름클립(200)은 필름을 파지하여 이동되는 중에 인가되는 하중을 몸체유닛(210) 및 링크유닛(230) 각각에 분산시킬 수 있어, 필름클립(200)의 이동 중에 파손되거나 또는 필름의 파지가 해제되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 전술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
100: 필름 연신장치 10: 원단필름
110: 제1레일 120: 제2레일
130a: 제1회전롤러 130b: 제2회전롤러
200: 필름클립 210: 몸체유닛
220: 플랩유닛 230: 링크유닛
240: 스프링 260: 제1이송유닛
265: 제2이송유닛 270: 체인유닛

Claims (10)

  1. 필름의 측단을 파지하여 레일을 따라 일 방향 이동되는 필름클립으로,
    측벽, 상기 측벽의 전면 하단에서 돌출 형성되어 상기 필름의 측단이 안착되는 안착부 및 상기 측벽의 전면 상단 양측에서 상기 안착부와 나란하도록 돌출 형성된 한 쌍의 결합부가 구비된 몸체유닛;
    상기 안착부의 하부에 결합되는 링크유닛;
    상기 결합부의 일단에 회동 가능하도록 결합되고, 하단부가 상기 안착부에 안착된 상기 필름의 측단 상면에 접촉되는 플랩유닛; 및
    양단이 상기 결합부의 내측에 결합되고, 중단이 상기 플랩유닛의 내측에 접촉되는 스프링을 포함하고,
    상기 링크유닛에는 전면 양측 단부에서 각각 연장되도록 한 쌍의 제1오일가드가 형성되고, 상기 몸체유닛의 상기 측벽에는 양측 단부에서 각각 연장되도록 한 쌍의 제2오일가드가 형성되며,
    상기 플랩유닛은 상기 스프링의 탄성력에 의해 회동이 제어되어 상기 필름의 측단 상면에 접촉되거나 비접촉되는 것을 특징으로 하는 필름클립.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플랩유닛 하단부 저면에 톱니 형태의 다수의 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 필름클립.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링크유닛은 전방을 차폐하도록 ㄷ자 형태인 것을 특징으로 하는 필름클립.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 링크유닛의 내측에 결합되어 서로 인접되는 한 쌍의 링크유닛 간을 연결하는 체인유닛을 더 포함하는 필름클립.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 체인유닛은,
    서로 나란하게 배치된 한 쌍의 중공형 롤러;
    상기 중공형 롤러 각각에 삽입되는 체인결합핀; 및
    상기 중공형 롤러와 상기 체인결합핀 사이에 배치된 오일리스 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름클립.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸체유닛의 상기 측벽의 후면에 결합되어 상기 레일에 접촉되고, 일 방향 회전되어 상기 필름클립을 상기 레일을 따라 이동시키는 제1이송유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름클립.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1이송유닛은,
    상기 측벽의 후면 상단에 결합되어 상기 레일의 상단에 접촉되는 제1이송롤러; 및
    상기 측벽의 후면 하단에 결합되어 상기 레일의 전면에 접촉되는 제2이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름클립.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 링크유닛의 상면 및 배면 중 적어도 하나에 결합되어 상기 레일에 접촉되고, 일 방향 회전되어 상기 필름클립을 상기 레일을 따라 이동시키는 하나 이상의 이송롤러가 구비된 제2이송유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름클립.
  10. 분리막 제조를 위한 필름을 폭 방향으로 연신하는 필름 연신장치에 있어서,
    제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 필름클립; 및
    상기 필름의 양측에 각각 배치되고, 상기 필름클립이 복수개로 설치되는 제1레일 및 제2레일을 포함하고,
    상기 필름클립은,
    상기 필름의 양측단을 파지하여 상기 제1 및 제2레일을 따라 상기 필름의 반송 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 필름 연신장치.


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