KR102336740B1

KR102336740B1 - 필름 코팅 유닛

Info

Publication number: KR102336740B1
Application number: KR1020210085441A
Authority: KR
Inventors: 연제현
Original assignee: (주)신화에프에이
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-12-08

Abstract

본 발명은 필름 코팅 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름을 코팅하기 위한 필름 코팅 장치 중의 일부로서 필름에 도포되는 코팅액의 두께를 자동으로 조절할 수 있는 필름 코팅 유닛에 관한 것이다.
본 발명의 필름 코팅 유닛은, 필름을 가압하는 갭롤; 상기 갭롤 하부에 위치하는 드럼롤; 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하는 필름; 상기 필름이 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하기 전 상기 필름의 일면에 코팅액을 도포하는 코팅액도포부; 상기 갭롤을 상하 이동시키는 롤러승강부; 상기 롤러승강부를 작동시켜 상기 필름에 도포된 코팅액의 두께를 조절하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

필름 코팅 유닛{Film coating unit}

본 발명은 필름 코팅 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름을 코팅하기 위한 필름 코팅 장치 중의 일부로서 필름에 도포되는 코팅액의 두께를 자동으로 조절할 수 있는 필름 코팅 유닛에 관한 것이다.

디스플레이 유닛은 패널의 면 상에 편광필름, 위상차필름, 휘도향상필름, 확산필름 등의 기능성 광학필름이 부착됨으로써 제조될 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-2166696호(2020.10.16)에는 디스플레이 유닛의 제조를 위한 광학필름 라미네이팅 시스템 및 장치가 개시되어 있다.

디스플레이 유닛의 제조를 위해 사용되는 광학필름은 복수의 필름이 적층된 정층체 구조를 갖는다. 광학필름의 적층체 구조를 형성하는 복수의 필름 종류 및 그 적층되는 층의 수량은 다양할 수 있다. 광학필름의 일 예로서, 광학필름의 구조는 편광필름, 편광필름의 일면 측을 보호하기 위한 보호필름, 편광필름의 연속적 공급을 위해 편광필름의 타면 측에 점착되어 있는 이형필름이 적층되는 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 광학필름은 복수의 필름이 접합된 구조로 이루어진다.

일반적으로 광학필름을 제조하기 위해서는 여러 제조단계를 거치게 된다. 여러 제조단계 중 필름 표면에 코팅액을 도포 후 경화시키는 단계가 있다. 이때, 필름 표면에 도포된 코팅액의 두께를 일정하게 조절할 필요가 있다. 그러나 종래에는 작업자가 수동으로 코팅액의 두께를 조절해야 하기 때문에 필름에 도포되는 코팅액의 두께를 일정하고 정밀하게 조절하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필름 표면에 도포되는 코팅액의 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 필름 코팅 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 필름 코팅 유닛은, 필름을 가압하는 갭롤; 상기 갭롤 하부에 위치하는 드럼롤; 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하는 필름; 상기 필름이 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하기 전 상기 필름의 일면에 코팅액을 도포하는 코팅액도포부; 상기 갭롤을 상하 이동시키는 롤러승강부; 상기 롤러승강부를 작동시켜 상기 필름에 도포된 코팅액의 두께를 조절하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

필름 코팅 유닛은 상기 필름과 함께 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하면서 상기 필름 표면에 패턴무늬를 인쇄하는 패턴필름과, 상기 패턴필름을 순환시키는 필름순환부를 더 포함하여 이루어진다.

상기 필름순환부는, 상기 드럼롤보다 하부에 설치되는 승강레일부와, 복수의 상부고정롤러가 설치되고 상기 승강레일부를 따라 상하이동하는 승강몸체와, 상기 상부고정롤러 하부에서 상하 이동하는 복수의 하부이동롤러가 설치되는 제1 수평이동부와, 상기 제1 수평이동부를 좌우로 이동시키는 제1 이동실린더를 포함하고, 상기 패턴필름은 상기 상부고정롤러와 하부이동롤러 사이를 통과한다.

상기 승강몸체에는 상기 제1 수평이동부의 좌우 이동을 안내하는 제1 수평레일이 형성되고, 상기 제1 수평이동부에는 상기 하부이동롤러의 상하이동을 안내하는 수직레일이 형성되며, 상기 하부이동롤러는 상하이동하여 상기 상부고정롤러와 가까워지거나 상기 상부고정롤러로부터 멀어진다.

상기 필름순환부는, 복수의 상부이동롤러가 설치되는 제2 수평이동부와, 상기 제2 수평이동부를 좌우로 이동시키는 제2 이동실린더를 더 포함하고, 상기 승강몸체에는 상기 제2 수평이동부의 좌우이동을 안내하는 제2 수평레일 및 안내홈이 형성되고, 상기 제2 이동실린더는 상기 안내홈을 통해 상기 제2 수평이동부와 연결되며, 적어도 하나의 상기 하부이동롤러는 상하이동하여 상기 상부이동롤러와 가까워지거나 상기 상부이동롤러로부터 멀어지고, 상기 패턴필름은 상기 하부이동롤러와 상부이동롤러 사이를 통과한다.

상기 제2 수평이동부에는 수평이동롤러와 상기 수평이동롤러를 좌우로 이동시키는 수평이동실린더가 설치되고, 상기 수평이동롤러는 상기 수평이동실린더에 의해 좌우로 이동하여 상기 상부이동롤러와 가까워지거나 상기 상부이동롤러로부터 멀어지며, 상기 패턴필름은 상기 수평이동롤러와 상부이동롤러 사이를 통과한다.

본 발명의 필름 코팅 유닛은 필름 표면에 도포되는 코팅액의 두께를 정밀하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 필름 코팅 유닛을 나타낸 도면.
도 2는 갭롤이 하강한 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필름순환부를 분리하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 필름 사행 조정 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필름순환부 및 사행 조정 장치가 작동하여 패턴필름의 순환궤적이 변경된 상태를 나타낸 도면.

본 발명의 실시예에 따른 필름 코팅 유닛은 광학 필름을 제조하기 위한 필름 제조 장치의 일부분으로, 본체(100), 갭롤(200), 드럼롤(300), 코팅액도포부(미도시), 롤러승강부(400), 제어부(미도시) 및 필름순환부(500)를 포함하고 있다. 그리고 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이로 필름(F)이 통과하고, 필름순환부(500)에 의해 패턴필름(P)이 순환하면서 필름(F) 표면에 패턴무늬를 인쇄한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)에는 갭롤(200), 드럼롤(300), 코팅액도포부, 롤러승강부(400) 및 필름순환부(500)가 설치된다.

갭롤(200) 및 롤러승강부(400)는 드럼롤(300)의 상부에 설치되고, 필름(F)은 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이를 통과한다. 필름(F)이 갭롤(200)과 드럼롤(300)을 통과하기 전, 코팅액도포부는 필름(F)의 일면에 코팅액을 도포한다. 롤러승강부(400)는 갭롤(200)을 상하이동시킨다. 이러한 롤러승강부(400)는 서보모터를 이용한 리니어 액추에이터이다. 제어부는 갭롤(200)의 위치값을 입력받아 롤러승강부(400)를 작동시킨다. 즉 작업자는 제어부를 통해 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이의 간격을 입력하고, 제어부는 입력값에 따라 롤러승강부(400)를 작동시킨다. 이에 따라 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이의 간격이 결정되고, 필름(F)이 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이를 통과하면서 필름(F)에 도포되어 있는 코팅액의 두께가 조절된다. 즉 필름(F)이 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이를 통과하기 전에 필름(F) 일면에 코팅액이 도포되고, 제어부에 의해 롤러승강부(400)가 작동함에 따라 갭롤(200)이 하강하면서 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이의 간격이 작아지며, 갭롤(200)의 높이가 코팅액의 표면 높이보다 낮을 때 코팅액은 캡롤(200)과 드럼롤(300) 사이를 통과하면서 두께가 얇아진다. 코팅액의 두께는 매우 얇기 때문에 필름(F)의 표면에 일정한 두께로 정밀하게 코팅액을 도포할 필요가 있다.

필름순환부(500)는 패턴필름(P)을 순환시킨다. 패턴필름(P)은 필름(F)과 함께 갭롤(200)과 드럼롤(300) 사이를 통과하면서 필름(F) 표면에 패턴무늬를 인쇄한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 필름순환부(500)는 승강레일부(510), 승강몸체(520), 제1 수평이동부(530), 제1 이동실린더(540), 제2 수평이동부(550) 및 제2 이동실린더(560)를 포함한다.

승강레일부(510)는 본체(100)에 설치되고, 드럼롤(300)보다 하부에 위치한다.

승강몸체(520)는 승강레일부(510)를 따라 상하이동한다. 승강몸체(520)의 상부에는 복수의 상부고정롤러(521)가 설치된다. 그리고 승강몸체(520)에는 제1 수평레일(522)이 형성된다. 제1 수평레일(522)은 제1 수평이동부(530)의 좌우이동을 안내한다. 또한, 승강몸체(520)에는 안내홈(523) 및 제2 수평레일(524)이 형성된다. 제2 수평레일(524)은 제2 수평이동부(550)의 좌우이동을 안내한다. 그리고 승강몸체(520)에는 제1 수평이동부(530)를 좌우로 이동시키기 위한 제1 이동실린더(540)와 제2 수평이동부(550)를 좌우로 이동시키기 위한 제2 이동설린더가 설치된다. 제2 이동실린더(560)는 안내홈(523)을 통해 제2 수평이동부(550)와 연결된다. 승강몸체(520)는 상승함에 따라 패턴필름(P)의 순환궤적이 짧아지고, 하강함에 따라 패턴필름(P)의 순환궤적이 길어진다. 따라서 패턴필름(P)의 길이에 따라 승강몸체(520)를 상하 이동시켜 적절한 높이에 위치시킬 수 있다.

제1 수평이동부(530)는 제1 수평레일(522)을 따라 이동하며, 제1 이동실린더(540)에 의해 좌우로 이동한다. 제1 수평이동부(530)에는 수직레일(531)이 형성된다. 수직레일(531)은 하부이동롤러(532)의 상하이동을 안내한다. 이러한 하부이동롤러(532)는 리니어모터, 실린더장치 등의 동력수단에 의해 상승하여 상부고정롤러(521)로 접근하거나 하강하여 상부고정롤러(521)로부터 멀어질게 된다. 하부이동롤러(532)는 상부고정롤러(521)를 향해 접근하고, 상부고정롤러(521)와 하부이동롤러(532) 사이로 패턴필름(P)이 통과한다.

제2 수평이동부(550)는 제2 이동실린더(560)에 의해 제2 수평레일(524)을 따라 좌우로 이동한다. 제2 수평이동부(550)의 상부에는 상부이동롤러(551)가 설치된다. 복수의 하부이동롤러(532) 중 적어도 하나의 하부이동롤러(532)는 상승하여 상부이동롤러(551)와 가까워질 수 있다. 이러한 상부이동롤러(551)와 하부이동롤러(532) 사이로 패턴필름(P)이 통과하게 된다. 그리고 제2 수평이동부(550)에는 수평이동롤러(552)와 수평이동롤러(552)를 좌우로 이동시키는 수평이동실린더(553)가 설치된다. 수평이동롤러(552)는 수평이동실린더(553)에 의해 좌우로 이동하여 상부이동롤러(551)와 가까워지거나 상부이동롤러(551)로부터 멀어질게 된다. 수평이동롤러(552)가 상부이동롤러(551)로 접근한 상태에서 패턴필름(P)은 수평이동롤러(552)와 상부이동롤러(551) 사이를 통과하게 된다.

또한, 필름 코팅 유닛은 패턴필름(P)의 위치를 조정하기 위한 필름 사행 조정 장치(570)를 포함한다. 필름 사행 조정 장치(570)는 도 4에 도시된 바와 같이, 조정롤러(571), 조정구동부(572) 및 초음파센서(미도시)를 포함한다.

조정롤러(571)는 패턴필름(P)이 갭롤(200)과 드럼롤(300)을 통과하기 전의 위치에서 패턴필름(P)을 하부에서 지지한다. 조정구동부(572)는 조정롤러(571)의 양측에 장착되어 조정롤러(571)의 어느 일단 또는 양단의 위치를 조절한다. 이러한 조정구동부(572)는 구동모터(573), 볼스크류(574), 너트브라켓(575)으로 이루어진다. 구동모터(573)는 서보모터로서 감속기를 포함하고 볼스크류(574)를 회전시킨다. 너트브라켓(575)을 조정롤러(571)의 일단에 장착되고, 볼스크류(574)를 따라 이동하면서 조정롤러(571)의 일단을 전진시키거나 후퇴시킨다.

초음파센서는 조정롤러(571)에 의해 지지되는 패턴필름(P)이 정위치에서 이탈하면 이를 감지한다. 초음파센서는 패턴필름(P)의 가장자리에 초음파를 송출하는 송출부와 송출된 초음파를 수신하는 수신부로 이루어진다. 초음파센서는 송출부로부터 송출되는 초음파의 중심이 패턴필름(P)의 가장자리와 일치하도록 세팅되며, 패턴필름(P)이 순환하는 동안 패턴필름(P)이 정위치를 벗어나면 이를 감지한다. 초음파센서가 패턴필름(P)의 정위치 이탈을 감지하면 제어부는 어느 하나의 조정구동부(572)를 작동시켜 패턴필름(P)의 가장자리가 초음파의 중심에 위치하도록 패턴필름(P)의 위치를 조정한다. 또한, 두 개의 조정구동부(572)를 동시에 작동시켜 조정롤러(571) 자체를 전진시키거나 후퇴시켜 조정롤러(571)의 위치를 변경할 수도 있다.

전술한 하부이동롤러(532), 상부이동롤러(551) 및 수평이동롤러(552)는 그 위치를 조절하여 패턴필름(P)의 위치와 패턴필름(P)에 가해지는 장력을 세밀하게 조절할 수 있다. 본 실시예에서 별도로 설명하지 않은 경우, 특정 동작을 수행하는 구성요소는 서보모터, 리니어모터, 피스톤 실린더 장치 등을 적절히 이용하여 그 동작을 실행할 수 있다.

본 발명에 따른 필름 코팅 유닛은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 본체,
200 : 갭롤,
300 : 드럼롤,
400 : 롤러승강부,
500 : 필름순환부,
510 : 승강레일부,
520 : 승강몸체,
521 : 상부고정롤러,
522 : 제1 수평레일,
523 : 안내홈,
524 : 제2 수평레일,
530 : 제1 수평이동부,
531 : 수직레일,
532 : 하부이동롤러,
540 : 제1 이동실린더,
550 : 제2 수평이동부,
551 : 상부이동롤러,
552 : 수평이동롤러,
553 : 수평이동실린더,
560 : 제2 이동실린더,
570 : 필름 사행 조정 장치,
571 : 조정롤러,
572 : 조정구동부,
573 : 구동모터,
574 : 볼스크류,
575 : 너트브라켓,

Claims

필름을 가압하는 갭롤;
상기 갭롤 하부에 위치하는 드럼롤;
상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하는 필름;
상기 필름이 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하기 전 상기 필름의 일면에 코팅액을 도포하는 코팅액도포부;
상기 갭롤을 상하 이동시키는 롤러승강부;
상기 롤러승강부를 작동시켜 상기 필름에 도포된 코팅액의 두께를 조절하는 제어부;
상기 필름과 함께 상기 갭롤과 드럼롤 사이를 통과하면서 상기 필름 표면에 패턴무늬를 인쇄하는 패턴필름; 및
상기 패턴필름을 순환시키는 필름순환부를 포함하며;
상기 필름순환부는,
상기 드럼롤보다 하부에 설치되는 승강레일부와,
복수의 상부고정롤러가 설치되고 상기 승강레일부를 따라 상하이동하는 승강몸체와,
상기 상부고정롤러 하부에서 상하 이동하는 복수의 하부이동롤러가 설치되는 제1 수평이동부와,
상기 제1 수평이동부를 좌우로 이동시키는 제1 이동실린더를 포함하고,
상기 패턴필름은 상기 상부고정롤러와 하부이동롤러 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 필름 코팅 유닛.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 승강몸체에는 상기 제1 수평이동부의 좌우 이동을 안내하는 제1 수평레일이 형성되고,
상기 제1 수평이동부에는 상기 하부이동롤러의 상하이동을 안내하는 수직레일이 형성되며,
상기 하부이동롤러는 상하이동하여 상기 상부고정롤러와 가까워지거나 상기 상부고정롤러로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 필름 코팅 유닛.
청구항 4에 있어서,
상기 필름순환부는, 복수의 상부이동롤러가 설치되는 제2 수평이동부와, 상기 제2 수평이동부를 좌우로 이동시키는 제2 이동실린더를 더 포함하고,
상기 승강몸체에는 상기 제2 수평이동부의 좌우이동을 안내하는 제2 수평레일 및 안내홈이 형성되고,
상기 제2 이동실린더는 상기 안내홈을 통해 상기 제2 수평이동부와 연결되며,
적어도 하나의 상기 하부이동롤러는 상하이동하여 상기 상부이동롤러와 가까워지거나 상기 상부이동롤러로부터 멀어지고,
상기 패턴필름은 상기 하부이동롤러와 상부이동롤러 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 필름 코팅 유닛.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 수평이동부에는 수평이동롤러와 상기 수평이동롤러를 좌우로 이동시키는 수평이동실린더가 설치되고,
상기 수평이동롤러는 상기 수평이동실린더에 의해 좌우로 이동하여 상기 상부이동롤러와 가까워지거나 상기 상부이동롤러로부터 멀어지며,
상기 패턴필름은 상기 수평이동롤러와 상부이동롤러 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 필름 코팅 유닛.