KR200445196Y1

KR200445196Y1 - 구동기어를 구비한 핫 엠보싱 장치

Info

Publication number: KR200445196Y1
Application number: KR2020070014267U
Authority: KR
Inventors: 박병출
Original assignee: (주)태현메가텍
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2009-07-07
Also published as: KR20090002045U

Abstract

본 고안은 히팅롤러와 핫 플레이트를 이용한 핫 엠보싱 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 모터의 회전을 이용하여 히팅롤러를 회전시키면서 핫 플레이트 상면을 일축방향으로 움직이기 위한 구동기어를 포함하는 핫 엠보싱 장치에 관한 것이다.

본 고안의 목적은 핫 플레이트와 히팅롤러가 장착된 하우징을 포함하는 핫 엠보싱 장치에 있어서, 상기 히팅롤러를 회전시키기 위한 모터; 및 상기 모터의 회전력을 상기 히팅롤러에 전달하기 위한 원형의 모터기어와 롤러기어를 포함함에 기술적 특징이 있다.

히팅, 롤러, 엠보싱, 구동, 기어

Description

구동기어를 구비한 핫 엠보싱 장치{Hot embossing apparatus having gears}

광학필름의 제조방법 중에서 인젝션(Injection) 방식은 배럴(Barrel) 내에서 고분자 소재를 고온, 고압 상태에서 녹인 후, 저온의 캐비티(Cavity)에서 점차 경화시키면서 사출하여 필름으로 제조하는 방식이다. 이러한 인젝션 방식은 강한 압력이 가해지면서 빠른 속도로 냉각되기 때문에 내부 응력이 발생되기 때문에 광학적 결함이 발생하게 된다.

핫 엠보싱 방식은 고체상태의 고분자 기재(Substrate)를 유리 전이온도까지만 올려 내부응력을 풀어 어닐링 효과를 줄 수 있고, 가해지는 압력도 매우 낮은 장점을 지니고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 핫 엠보싱 장치를 나타내는 단면도이다, 도 1 및 도 2를 참조하면, 핫 엠보싱 방식은 Flat-Bed형(도 1)과 Roll형(도 2)으로 나뉘어 지는데, Flat-Bed형은 소재(100)의 형상이 2차원이나 3차원 형상에 모두 적용할 수 있는 성형 방식이며, Roll형은 필름 형태의 제품인 경우에만 한정적으로 사용되는 방식으로 상부 롤러(160)에 성형할 패턴이 기록되어 있으며 하부에는 가압할 수 있는 아이들 롤러(170)가 부착되어 있으면서 두 롤러 사이에 필름(150)를 이동시켜 패턴을 성형하는 방식이다.

Flat-Bed형은 연속생산이 불가능하고 제품의 사이즈에 제한을 받으며 제품을 고압으로 가압하여 몰딩하는 방식이기 때문에, 가동몰드(110)와 피몰드(120)의 대향면의 평면도가 정확하지 않을 경우, 필름상에 균일한 패턴이 형성하기가 어렵다는 단점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 모터기어, 롤러기어, 피니언 기어 및 렉기어를 구비함으로써, 회전하는 히팅롤러가 핫 플레이트 상에서 일축으로 움직일 수 있는 복수의 구동기어를 구비한 핫 엠보싱 장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

본 고안의 상기 목적은 핫 플레이트와 히팅롤러가 장착된 하우징을 포함하는 핫 엠보싱 장치에 있어서, 상기 히팅롤러를 회전시키기 위한 모터; 및 상기 모터의 회전력을 상기 히팅롤러에 전달하기 위한 원형의 모터기어와 롤러기어를 포함하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱장치에 의하여 달성된다.

따라서, 본 고안의 구동기어를 구비한 엠보싱 장치는 모터의 회전력을 통하여 히팅롤러가 회전운동과 직선왕복운동을 동시에 할 수 있어 필름상에 패턴을 보다 균일하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미 로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 핫 스탬프 필름의 제조장치를 나타내는 구성도이다.

도시된 바와 같이, 핫 스탬프 필름의 제조장치는 히팅롤러(310), 핫플레이트(330)를 포함하는 본체와 승강장치(370)를 포함한다.

하우징(312)과 결합되어 있는 히팅롤러(310)는 원통형 열전도체(311)와 원통형 열전도체(311)를 가열하기 위하여 내부에 열선(미도시)으로 구성되어 있다.

하우징(312)의 가장자리 하부에는 가이드(315)가 형성되어 있으며 가이드(315)는 가이드 레일(320)과 결합되어 있다. 가이드 레일(320)의 측면에는 가이드 레일(320)을 따라 렉기어가 형성되어 있다.

핫 플레이트(330)는 히팅롤러(310) 하부 및 가이드 레일(320)이 형성된 양 측판(321) 사이에 위치한다. 핫 플레이트(330) 상부에는 패턴을 형성하고자 하는 필름(150)이 위치한다. 필름(150)과 직접 접촉되는 핫 플레이트(330) 상면은 매끄러운 평판형 열전도체로 이루어져 있으며, 내부는 필름(150)을 가열하여 내부 응력을 낮추기 위하여 열선(미도시) 또는 커트리지 히터(미도시)를 포함한다. 핫 플레이트(330)의 양단에는 진공흡착 장치(331)를 구비하고 있다. 진공흡착 장치(331)는 다수의 미세한 구멍이 형성되어 있다. 도시된 바와 같이 필름(150)이 위치하면 펌프(도시안됨)를 작동시켜 공기를 흡입함으로써, 필름(150)을 핫 플레이트(330) 상에 고정시킨다.

핫 플레이트(330)의 하부에는 핫 플레이트(330)를 지지하기 위한 하부 베이스(340)가 있다. 핫 플레이트(330)와 하부 베이스 사이에는 힌지(350)가 형성되어 있어, 핫 플레이트(330)가 좌우로 무게중심을 이동하면서 시소 운동을 할 수 있다. 그리고 핫 플레이트(330)의 모서리 네 곳에 대응하는 곳에 로드셀(360)이 구비되어 있어 히팅롤러(310)와 접촉함에 따라 핫 플레이터(330)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 로드셀(360)에서 측정된 가압력은 로드셀 인디케이터(410)에 수치로서 표시된다. 하부 베이스(340)의 일측면은 체인(371)에 의하여 승강장치(370)와 연결되어 있다.

본 고안의 실시예에 따르면, 핫 플레이트 대신 핫롤러를 사용할 수 있으며, 이때, 필름의 공급은 롤투롤 공정을 이용할 수 있다.

승강장치(370)는 핫 플레이트(330)의 높이를 조절하기 위한 것으로 웨이트 방식, 유압 실린더 방식, 에어 실린더 방식 및 벨로우즈 방식 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 유압 실린더, 에어 실린더 및 벨로우즈는 핫 플레이트(330) 하부에 구비하는 것이 바람직하다.

웨이트 방식의 경우, 핫 플레이트(330)의 외측에 구비되는데 웨이트 플레이트(372), 웨이트 플레이트(372)를 적재하기 위한 웨이트 박스(375) 및 웨이트 박스(375)를 상하로 움직이기 위한 상하 구동장치(373) 및 도르레(374)를 포함한다. 이때, 상하 구동장치(373)는 공압 또는 유압을 이용하고, 제어밸브(미도시)에 의하여 웨이트 박스(375)의 높이를 조절할 수 있다.

웨이트 박스(375)의 상단에는 체인과 연결되어 있으며, 다시 체인은 도르레를 거쳐 핫 플레이트(330)를 지지하고 있는 하부 베이스(340)와 연결되어 있다. 따라서, 상하 구동장치(373)의 작동에 따른 웨이트 박스(375)의 상하 운동은 체인과 도르레에 의하여 하부 베이스(340)로 전달되어 하부 베이스(340) 역시 상하로 움직여 그 높낮이를 조절할 수 있다. 즉, 하부 베이스(340)의 상하 운동에 따라, 핫 플레이트(330)가 히팅롤러(310)에 가압하는 힘을 조절할 수 있다.

특히, 웨이트 플레이트를 이용한 웨이트 밸런스 방식은 핫 플레이트(330)가 히팅롤러(310)에 가압시 항상 일정한 하중이 작용함으로써, 가압력을 일정하게 유지할 수 있다. 그리고 원하는 가압력을 정확하게 설정할 수 있어, 히팅롤러(310)가 일정한 가압력으로 핫플레이트(330) 전면을 가압하면서 이동할 수 있다.

상기와 같은 본 고안의 핫 스탬프 필름의 제조장치는 다음과 같은 동작과정을 수행한다.

먼저, 본체에 구비된 밸브(미도시)를 이용하여 승강장치(370)에 구비된 구동 장치(373)를 작동시켜 웨이트 박스(375)를 들어올리면, 체인(371)과 연결된 하부 베이스(340)가 하강한다. 이때, 핫 플레이트(330)의 높이도 낮아지게 됨으로써, 핫 플레이트(330)와 히팅롤러(310) 사이의 간격이 넓어진다.

핫 플레이트(330)와 히팅롤러(310) 사이로 롤투롤 방식을 이용하여 필름(150)을 핫 플레이트(330) 상에 공급하여 적재한다. 필름(150)을 적재한 후, 핫 플레이트(330) 양단에 구비된 진공흡착장치(331)를 작동시켜 필름(150)을 고정시킨다. 그리고 스탬프를 필름(150)상에 올려 놓는다.

본 고안에 따른 스탬프는 패턴이 스탬프의 가장자리보다 돌출된 형태의 양각 스탬프를 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로 본체에 구비된 온도 제어수단(미도시)을 이용하여 핫 플레이트(330)와 히팅롤러(310)의 온도를 서서히 높여 필름(150)의 내부 응력을 낮춘다. 이때, 온도 조절기(미도시)와 온도계(미도시)를 이용하여 히팅롤러(310)와 핫 플레이트(330) 내부에 구비된 열선 또는 커트리지 히터의 온도를 정밀 제어한다. 이와 함께 승강장치(370)를 작동시켜 웨이트 박스(375)를 하강시킨다. 웨이트 박스(375)의 하강에 따라 하부 베이스(340)가 상승하게 되면서 핫 플레이트(330)가 히팅롤러(310)로 접근하게 되고 히팅롤러(310)를 양각 스탬프(120)를 가압하게 된다.

이때, 하부 베이스(340)의 좌우 균형이 맞지 않을 경우, 핫 플레이트(330)와 히팅롤러(310)의 접촉선상에서 균일한 하중이 가해지지 않아 필름(150) 표면에 불균일한 패턴이 형성된다. 이를 해결하기 위하여 같이 핫 플레이트(330)의 하부 중심선상에 힌지(350)를 구비한다. 힌지(350)는 핫 플레이트(330)를 시소와 같은 움 직임을 가능하게 한다. 즉, 핫 플레이트(330) 및 히팅롤러(310)가 서로 평행을 이루지 않은 상태에서 힌지(350)를 중심으로 핫 플레이트(330)의 좌측부가 먼저 히팅롤러(310)에 접촉하면, 핫 플레이트(330)의 좌측부는 점차 그 높이가 낮아지게 되고, 반대로 우측부는 점차 높이가 상승하면서 히팅롤러(310)에 접하게 된다. 따라서, 핫 플레이트(330)는 히팅롤러(310)의 외주면 접촉부와 균일한 하중을 받으면서 접촉할 수 있다.

상기와 같이, 승강장치(370)에 의하여 상승된 핫 플레이트(330)는 힌지(350)의 작용으로 히팅롤러(310)와 접촉시 모든 영역에서 균일한 하중으로 가압하게 된다. 그리고 필름(150)과 필름(150) 상부에 위치한 양각 스탬프(120) 역시 균일한 힘으로 스탬프(120)와 가압된 상태에 있게 된다.

다음으로 본체에 구비된 모터 제어장치(미도시)를 이용하여 모터(314)를 작동시킨다.

도 5는 본 고안에 따른 구동기어의 제 1 실시예로서, 히팅롤러의 회전을 위하여 모터기어와 롤러기어를 이용한 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도를 도시한 것이다.

모터(314)의 샤프트(530)에 구비된 모터기어(520)와 히팅롤러(310)의 샤프트(540)에 구비된 롤러기어(510)가 서로 맞물려 있다. 이로 인하여 모터(314)가 회전하면 히팅롤러(310) 회전을 하는데, 이때, 작업자가 히팅롤러(310)를 움직이면 핫 플레이트(330) 상에 놓여진 필름(150)을 가압하면서 이동하게 된다.

도 6은 본 고안에 따른 구동기어의 제 2 실시예로서, 피니언 기어와 렉기어 를 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도를 도시한 것이다.

모터의 회전력을 이용하여 히팅롤러가 구비된 하우징을 일축방향으로 움직여 필름상에 패턴을 형성하기 위하여 모터와 함께 하우징(도 3, 312)에 피니언 기어를 구비한다.

피니언 기어(620)는 하우징(도 3, 312)에 구비된 모터기어(520)와 맞물리게 하부에 구비한다. 피니언 기어(620)는 모터기어(520)와 렉기어(630) 사이에 위치하면서 서로 맞물려 있다. 렉기어(630)는 가이드 레일(320)의 측면에 위치한다.

모터(314)의 작동에 따라 회전하는 모터기어(520)는 맞물려 있는 피니언 기어(620)를 회전시키고, 다시 피니언 기어(620)는 맞물려 있는 렉기어(630)상에서 회전함으로써, 전/후 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 하우징(312)에 구비된 히팅롤러(310)는 렉기어(630)상에서 회전함과 동시에 직선운동을 하는 피니언 기어(620)와 함께 전/후 방향으로 직선운동을 하게 된다.

이때, 히팅롤러(310)에 구비된 롤러기어(610)에는 톱니가 형성되지 않은 것을 이용하며, 히팅롤러(310)의 외주면이 필름(150) 또는 필름(150)상에 위치한 스탬프(미도시) 상에 접촉시 발생하는 마찰에 의하여 자체적으로 회전하면서 이동하게 된다.

도 7은 본 고안에 따른 구동기어의 제 3 실시예로서, 롤러기어, 모터기어, 피니언 기어 및 렉기어를 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도를 도시한 것이다.

도 6과 대비시 히팅롤러에도 롤러기어를 구비하여 히팅롤러가 모터의 회전에 의하여 회전함과 동시에 필름을 가압하면서 직선운동을 할 수 있다.

본체에 구비된 모터 제어장치를 이용하여 모터의 회전방향과 회전속도를 제어할 수 있다. 모터(314)의 작동에 따라 모터기어(520)가 회전하면, 롤러기어(510)와 피니언 기어가 회전한다. 롤러기어(510)의 회전은 히팅롤러(310)를 회전시키고, 렉기어(630)와 맞물려 있는 피니언 기어(620)의 회전은 히팅롤러(310)를 포함하는 하우징(312)을 가이드 레일(315)을 따라 일축방향으로 이동시킨다. 회전하면서 일축방향으로 이동하는 히팅롤러(310)는 스탬프(120)를 열가압하면서 필름(150)에 패턴을 형성하고 패턴형성공정이 완료되면 모터(314)가 역회전하면서 다시 원위치로 돌아오게 된다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 히팅롤러(310)의 원통형 열전도체(311) 표면에 패턴이 형성된 스탬프를 부착하여 필름(150) 표면에 패턴을 형성할 수 있다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 패턴을 직접 성형 처리된 원통형 열전도체(311)를 이용하여 필름(150) 표면에 패턴을 형성할 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 면적을 갖고 양각으로 패턴이 형성된 스탬프(120)를 필름(150)상에 위치시킨 후, 스탬프(120)의 상부를 히팅롤러(310)가 가압하여 필름(150) 표면에 패턴을 형성할 수 있다.

이때, 히팅롤러(310)가 회전하면서 가이드 레일(320)을 따라 전진하게 된다. 그러면, 히팅롤러(310)의 진행력에 편승되어 핫 플레이트(330)의 압박력과 각 핫 플레이트(330) 및 히팅롤러(310)에 구비된 히터의 발열온도에 의해 스탬프(120)의 패턴이 필름(150)의 표면에 형성된다. 따라서 핫 플레이트(330) 위에서 히팅롤 러(310)가 회전하면서 스탬핑 작업이 이루어지기 때문에 롤투롤 방식으로 공급되는 필름(150)을 연속적으로 가공할 수 있어 대면적의 광학필름을 형성할 수 있다.

본 고안은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 핫 엠보싱 장치를 나타내는 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 핫 엠보싱 장치의 입체 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 핫 엠보싱 장치의 정면도.

도 5는 본 고안에 따른 구동기어의 제 1 실시예로서, 히팅롤러의 회전을 위하여 모터기어와 롤러기어를 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도,

도 6은 본 고안에 따른 구동기어의 제 2 실시예로서, 피니언 기어와 렉기어를 이용한 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도,

도 7은 본 고안에 따른 구동기어의 제 3 실시예로서, 롤러기어, 모터기어, 피니언 기어 및 렉기어를 이용한 핫 엠보싱 장치의 정면도와 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

310 : 히팅롤러 312 : 하우징

314 : 모터 315 : 가이드

320 : 가이드 레일 330 : 핫 플레이트

340 : 하부 베이스 350 : 힌지

370 : 승강장치 371 : 체인

372 : 웨이트 플레이트 373 : 상하 구동장치

374 : 도르레 510 : 롤러기어

520 : 모터기어 620 : 피니언 기어

630 : 렉기어

Claims

핫 플레이트와 히팅롤러가 장착된 하우징을 포함하는 핫 엠보싱 장치에 있어서,

상기 히팅롤러를 회전시키기 위한 모터; 및

상기 모터의 회전력을 상기 히팅롤러에 전달하기 위한 원형의 모터기어와 롤러기어를 포함하되,

상기 핫 플레이트의 하부에 가압력 측정을 위한 복수의 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱장치.
핫 플레이트와 히팅롤러가 장착된 하우징을 포함하는 핫 엠보싱 장치에 있어서,

상기 히팅롤러를 회전시키기 위한 모터;

상기 모터의 회전력을 상기 히팅롤러에 전달하기 위한 원형의 모터기어와 롤러기어;

상기 하우징에 구비되며 모터기어에 맞물려 있는 원형의 피니언 기어; 및

상기 하우징이 직선운동을 할 수 있게 상기 피니언 기어와 맞물려 있는 선형의 렉기어를 포함하되,

상기 핫 플레이트의 하부에 가압력 측정을 위한 복수의 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱장치.
핫 플레이트와 히팅롤러가 장착된 하우징을 포함하는 핫 엠보싱 장치에 있어서,

상기 히팅롤러를 회전시키기 위한 모터;

상기 하우징에 구비되며 상기 모터에 부착된 모터 기어에 맞물려 있는 피니언 기어; 및

상기 하우징이 직선운동을 할 수 있게 상기 피니언 기어와 맞물려 있는 선형의 렉기어를 포함하되,

상기 핫 플레이트의 하부에 가압력 측정을 위한 복수의 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 핫 플레이트의 시소 운동을 위하여 구비된 힌지; 및

필름 표면에 패턴을 형성하기 위한 스탬프

를 포함하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 핫 플레이트 양단에 진공흡착 장치를 포함하는 핫 엠보싱 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 히팅롤러의 외주 표면은 양각으로 패턴이 형성된 구동기어가 구비된 핫 엠보싱 장치.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 핫 플레이트의 높낮이를 조절하기 위하여 승강장치를 더 포함하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱 장치.
제8항에 있어서, 상기 승강장치는,

웨이트 방식, 유압 실린더 방식, 에어 실린더 방식 및 벨로우즈 방식 중 어느 하나인 구동기어가 구비된 핫 엠보싱 장치.
제9항에 있어서, 상기 웨이트 방식은,

웨이트 플레이트;

상기 웨이트 플레이트를 적재하기 위한 웨이트 박스;

상기 웨이트 박스를 상하로 움직이기 위한 상하 구동장치; 및

상기 웨이트 박스의 상하 움직임을 상기 핫 플레이트로 전달하기 위한 도르레와 체인

을 포함하는 구동기어가 구비된 핫 엠보싱 장치.