KR20090007901A - 러빙포 절단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 제조에 사용되는 러빙천의 절단장치에 관한 것으로서, 절단부 상에 고정된 러빙천 원단을 재단하기 위한 절단유닛; 그리고 상기 절단유닛의 투입측과 배출측 중 적어도 어느 일측에 구비되며, 상기 러빙천 원단의 정렬을 위하여 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하는 진공 흡착기를 포함하여 구성되는 러빙천 절단장치를 개시한다.
이에 따라, 본 발명은 러빙천 원단을 보다 정확한 치수로 절단할 수 있고 또한 균일하게 재단할 수 있어서 연속 절단시 러빙천의 치수 편차가 줄어들 수 있다.
Figure P1020070071111
러빙천 절단장치, 진공 흡착기, 컨베이어, 절단유닛, 무게추, 초음파 절단기

Description

러빙포 절단장치{Cutting Apparatus for Rubbing Cloth}
본 발명은 액정표시장치(Liguid Crystal Display/: LCD)제조용 러빙천의 절단장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러빙천 절단을 정확한 치수로 절단하는 러빙천 절단장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치의 제조 공정에 있어서, 액정분자의 균일하고 제어력 있는 효과를 얻기 위해서, 배향막이 형성된 기판에 대하여 러빙 공정을 수행한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 러빙 공정은, 경사(11) 및 위사(12)로 제직된 원단 조직과 상기 원단 조직에 레이온이나 면 계통의 섬유로 짜여진 파일사(13)를 포함하여 구성되는 러빙천(rubbing cloth; 10)을 러빙롤러(1)의 외주면에 감은 후, 상기 러빙천(1)을 유리기판(2)에 형성된 배향막(3)에 접촉시키고 고속으로 회전시켜, 상기 배향막(3)에 일축 배향성 (Uni-directional Alignment) 및 선경사각(Pretilt Angle)을 갖는 일련의 배향홈들을 형성하는 공정이다.
여기서, 상기 배향막(3)은 폴리아믹산(Polyamic acid), 가용성 폴리이미드(Polyimide) 등으로 이루어진 원료액을 상기 유리기판(2)상에 도포한 후, 60 ~ 80℃정도의 전경화(Pre-cure)공정과 180 ~ 200℃정도의 메인경화(Main-cure)공정을 진행함으로써 상기 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드 등이 불용성 폴리이미드화되어 형성된다.
상기와 같이 배향홈을 형성하는 러빙 공정은, 전술한 바와 같이 상기 러빙천(10)이 감긴 러빙 롤러(1)를 이용하여, 스테이지(4)상에 놓여진 상기 유리기판(2)을 문지름으로써 수행될 수 있다. 상기 스테이지(4)에는 액정표시장치의 기판(2)을 공기 흡착하기 위한 다수의 진공 흡착구(미도시)가 형성되어 있고, 상기 스테이지 상으로 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해서 다수의 리포트 핀 (Lift Pin)들이 위치한다.
그리고 상기 스테이지(4)로 상기 유리기판(2)이 로딩(loading)되면, 상기 러빙 롤러(1)가 회전함과 동시에 상기 유리기판(2)의 상측면과 마찰하면서 일방향으로 이동하고, 이를 통해 상기 배향막(3)에는 배향홈이 형성된다.
이러한 러빙 공정에 사용되는 상기 러빙천(10)은 경사(11)와 위사(12)로 이루어진 원단조직에 파일사(13)를 도 2와 같이 "V"자 형태로 짜 넣거나 "W"자 형태(미도시)로 짜 넣음으로써 형성된다. 그리고, 상기 파일사(13)는 별도의 브러쉬 장치(미도시)를 사용하여 기모 처리됨으로써, 상기 파일사(13)에 직립성, 방향성이 부여된다.
그리고 상기 러빙천(10)을 상기 러빙롤러(1)에 부착하여 러빙공정을 수행하기 위해서는, 상기 러빙천(10)이 상기 유리기판(2) 및 러빙롤러(1)의 크기에 맞도록 먼저 러빙천 원단을 재단하는 절단공정, 상기 러빙천 원단을 재단하여 만들어진 러빙천(10)을 양면 테이프로 러빙롤러(1)의 외주면에 부착하는 부착공정, 그리고 상기 러빙롤러에 부착된 러빙천이 균일한 특성을 가지도록 에이징(aging) 처리하는 에이징공정을 거쳐야 한다.
여기서, 상기 절단공정은 러빙천에 수직 방향으로 나이프(knife)를 하강시켜 절단하는 톰슨 절단기를 이용하는 방법이나, 나이프가 레일을 따라 이동하면서 러빙천을 절단하는 레일가이드형 나이프 재단 방법으로 진행되고 있다.
그러나 종래의 구조로 된 톰슨 절단기나 나이프 재단방법은, 러빙천 원단이 뒤틀어지거나 주름진 상태로 절단되어 절단부 상에 러빙천 원단의 균일한 재단, 즉 정확한 치수로 재단이 어렵고, 이로 인해 러빙천의 치수 편차가 심한 문제가 있다.
그리고, 종래의 재단방법은 러빙천 원단의 연속작업이 어렵고, 또한 러빙천의 치수 불량으로 인한 원재료의 낭비가 크게 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러빙천 원단의 균일한 재단을 위하여 러빙천 원단을 진공 흡착할 수 있는 구조의 러빙천 절단장치를 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절단부 상에 고정된 러빙천 원단을 재단하기 위한 절단유닛; 그리고 상기 절단유닛의 투입측과 배출측 중 적어도 어느 일측에 구비되며, 상기 러빙천 원단의 균일한 정렬을 위하여 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하는 진공 흡착기를 포함하여 구성되는 러빙천 절단장치를 제공한다.
상기 진공 흡착기는: 상기 러빙천 원단의 재단시에 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하여 상기 러빙천 원단을 상기 절단부 상에 고정가능한 것이 바람직하다.
여기서, 상기 진공 흡착기는: 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하기 위한 다수개의 공기 흡입홀들을 가지며, 상기 러빙천 원단을 이송하는 벨트형의 컨베이어; 그리고 상기 공기 흡입홀들에 공기 흡입력을 발생시키기 위한 진공 챔버를 포함하여 구성된다.
상기 컨베이어는 상기 절단유닛의 배출측에 구비되며; 상기 진공 흡착기는, 상기 러빙천 원단에 대한 상기 컨베이어의 흡착력 손실을 방지하기 위하여 상기 컨 베이어의 상측에 구비되는 커버를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기의 구성에 더하여, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는, 상기 절단유닛에 양측에 구비되어 상기 러빙천 원단의 절단시 상기 러빙천 원단의 폭방향 양단부를 고정하는 한쌍의 고정유닛을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 러빙천 절단장치는, 상기 러빙천 원단에 그 길이방향으로 장력을 가하기 위한 무게추를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 무게추는; 상기 러빙천 원단의 상측에 상기 러빙천 원단의 폭방향으로 길게 제공된 봉형상을 가지며, 상기 절단유닛의 투입측에 구비되며 상기 러빙천 원단의 상측을 눌러 하중을 가한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의하면, 절단부 상의 러빙천 원단이 뒤틀림거나 주름지는 것이 최소화되고 상기 러빙천 원단을 정확한 치수로 재단이 가능하여, 절단된 러빙천의 치수 편차가 최소화될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의하면, 길게 제직된 러빙천 원단의 연속적으로 자동재단하는 것이 가능하므로, 러빙천 원단의 재단공정에 소요되는 작업자의 일량이 최소화될 수 있어서 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의하면, 절단된 러빙천의 치수 편차가 안정화되어 러빙천 제조시 소요되는 러빙천 원단의 낭비 및 제조불량을 최소화하고 생산수율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 절단장치에 의해 절단되는 러빙천(rubbing cloth)은 액정표시장치(LCD)의 배향막에 미세한 배향홈을 형성하기 위한 것으로서, 경사와 위사로 제직된 원단조직에 레이온이나 면 계통의 섬유를 파일사로 짜 넣은 구조로 이루어져 있다.
상기 배향홈은 상기 파일사에 의하여 형성되며, 이는 전술한 바와 같이 기판의 러빙공정에 의해 이루어진다. 이러한 러빙공정은 러빙 롤러의 크기에 맞추어 러빙천 원단을 재단하여 만들어진 러빙천을 상기 러빙 롤러의 외주면에 감아서 고정한 후, 상기 러빙 롤러를 회전시켜서 상기 배향막을 문지름으로써 수행된다.
상기와 같이 러빙공정을 수행하기 위해서는 상기 러빙천 원단이 보다 정확한 치수로 재단되어야 하며, 상기 배향막에 보다 미세한 배향홈을 형성하기 위해서는 상기 파일사의 밀도가 높은 것이 바람직하나, 상기 파일사의 밀도가 높을수록, 러빙천의 재단을 위한 절단공정에서 절단기와의 마찰에 의해 원단이 뒤틀리는 현상의 발생 가능성이 증가하므로, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는 상기 러빙천 원단의 주름이나 뒤틀림을 최소화 또는 방지하여 러빙천 원단의 균일한 재단을 가능하게 하는 구성을 포함하여 이루어진다.
이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명 및 중복되는 설명은 하기에서 생략된다.
첨부된 도면들 중, 도 3은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 일 실시예를 나타낸 구조도이고, 도 4는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 이송유닛과 절단유닛의 일 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 일 실시예를 나타낸 일부 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 일 실시예는, 러빙천 원단을 재단하기 위한 절단유닛(100)과 상기 러빙천 원단의 균일한 재단을 위하여 상기 러빙천 원단(20)과의 접촉면을 진공 흡착하는 진공 흡착기(320, 330)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 절단유닛(100)은 절단부 상에 고정된 러빙천 원단을 재단하기 위한 것이며, 본 실시예에 있어서, 상기 절단유닛(100)은 상기 러빙천 원단을 초음파 절단하기 위한 초음파 절단기(100)로 구성되는 것이, 러빙천의 절단과 동시에 절단면의 융착이 이루어져 낙모의 발생이 감소된다는 점에서 바람직하다.
그러나, 상기 초음파 절단기(100)에 의한 절단을 통해 절단면이 융착이 이루어짐에도 불구하고, 미세 원사의 탈락으로 인한 낙모의 발생을 피할 수 없으므로, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는 러빙천의 절단면에서 발생하는 낙모를 흡입하여 제거하기 위한 흡입유닛(200)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 초음파 절단기(100)는 발진기(110)와 혼(horn; 120)을 포함하여 구성된다. 상기 발진기(110)는 초음파 절단을 위한 진동을 발생시키고, 상기 혼(120)은 상기 진동을 증폭하며, 상기 혼(120)의 단부에는 상기 러빙천 원단(20)에 접촉되어 상기 러빙천 원단을 절단하는 절단날(122)이 형성된다. 이에 따라, 상기 혼(120)은 혼 몸체(121)와 상기 절단날(122)를 포함하여 구성된다.
상기 발진기(110)는 소정 영역, 보다 상세하게는 35kHZ에서 70kHz의 초음파 발생이 가능하도록 구성된다.
이에 따라, 상기 발진기가 구동되면 상기 혼(120)이 상기 발진기에 의해 발생한 진폭을 확대하게 되고, 상기 혼의 절단날(122)이 초음파 진동을 하면서 상기 러빙천 원단을 절단하게 된다.
상기 초음파 절단기는 그 일 예가 한국공개특허 10-2006-0030408호에 예시되어 있으며, 상기 초음파 절단기(100)는 상기 러빙천 절단장치의 골격을 이루는 본체 프레임(150)에 X, Y, Z 3축 방향으로 이동가능하게 구비된다.
그리고, 상기 초음파 절단기(100)의 하측에는 상기 절단부가 구비되며, 상기 절단부는 상기 러빙천 원단(20) 중 상기 절단기(100)에 의해 재단될 부분을 지지하는 절단 스테이지(stage; 310)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 절단 스테이지(310) 위에 상기 러빙천 원단이 공급되면, 상기 초음파 절단기의 혼(120), 보다 상세하게는 상기 절단날(122)이 이동하면서 상기 러빙천 원단을 재단하여 러빙롤러의 크기에 맞는 러빙천을 형성하게 된다.
여기서, 상기 절단날(122)은 볼 스크류(ball screw)의 구동에 의해 상기 러빙천 원단(20)의 폭 방향(x축 방향)과 길이방향(y축 방향)으로 각각 이동되도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 절단날(122)의 상하방향(z축 방향) 승강은 실린더에 의해 이루어질 수 있으나, 이 역시 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 흡입유닛(200)은 상기 절단날(122)과 함께 이송되면서, 상기 절단날에 의한 러빙천 절단과 동시에 상기 러빙천 원단(20)의 절단에 의해 발생하 는 상기 낙모를 흡입하도록 구성되거나, 상기 절단날(122)에 후행하여 이송되면서 상기 낙모를 흡입하도록 구성될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 상기 흡입유닛(200)과 상기 절단날(122)이 동시에 일체로 이송되도록 구성된다.
상기 절단 스테이지(310)는 상하 방향으로 승강 가능하게 구비되며, 그 하한(lower limit)에서 수평 방향으로 인출입가능하게 구성된다. 본 실시예에 있어서, 상기 절단 스테이지(310)의 승강은 실린더((311, 도 6 참조)에 의해 이루어지고, 수평 인출입은 볼 스크류(미도시)에 의해 이루어지도록 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 상기 초음파 절단기(100)가 상기 러빙천 원단(20)을 재단하여 상기 절단 스테이지(310)상에 소정 크기의 러빙천이 형성되면, 상기 절단 스테이지(310)가 하강한 후 상기 본체 프레임(150)의 측방으로 수평 인출되어 절단된 러빙천을 언로딩(unloading; 인출)할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 진공 흡착기(320, 330)는 상기 러빙천 원단의 정렬을 위하여 상기 절단부의 투입측 및/또는 배출측에 구비되는데, 여기서 투입측과 배출측은 상기 러빙천 원단(20)이 이송되는 방향을 기준으로 한 것이므로, 상기 배출측은 자투리부분이 배출되는 방향을 말하고 투입측은 그 반대측을 말한다.
상기와 같이 진공 흡착기(320, 330)가 상기 러빙천 원단의 이송방향을 기준으로 상기 절단부의 적어도 어느 일측, 보다 상세하게는 상기 절단 스테이지(310)의 적어도 어느 일측에 구비되면, 상기 러빙천 원단 중에 상기 절단 스테이지(310) 의 어느 일측 또는 양측에 제공되는 부분을 상기 진공 흡착기(320, 330)가 진공 흡착할 수 있게 된다.
따라서, 상기 절단 스테이지(310)상에 러빙천 원단이 주름지거나 뒤틀리거나 처진 상태로 공급되는 것이 최소화 또는 방지되어 균일하게 펼쳐진 상태로 공급 및 정렬될 수 있고, 보다 정확한 치수로 재단, 즉 균일한 재단을 가능케 한다.
물론, 상기 진공 흡착기(320, 330)가 상기 절단부의 투입측과 배출측 중 어느 일측에만 구비되는 경우, 상기 러빙천 원단 중에서 상기 절단부의 다른 일측에 위치하는 부분은 별도의 구성(예를 들면 고정 프레스나 롤(roll))이나 수작업으로 정렬(Alignment)되어, 러빙천 원단이 균일하게 상기 절단부에 공급될 수 있다.
그리고 상기 진공 흡착기(320, 330)는, 상기 러빙천 원단(20)의 재단시에 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공흡착하여, 상기 러빙천 원단을 상기 절단부 상에 정렬된 상태로 고정할 수 있도록 구성된다.
다시 말해서, 상기 진공 흡착기(320, 330)는 상기 러빙천 원단의 재단시에 공기 흡입력에 의해 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 고르게 흡착함으로써, 상기 러빙천 원단의 재단시 상기 절단 스테이지 상의 러빙천 원단(20)이 상기 절단날(122)과의 마찰에 의해 뒤틀리거나 주름지는 것을 방지하여, 보다 정확한 치수로의 재단을 가능케 한다.
여기서, 상기 러빙천 원단과의 접촉면이라 함은, 상기 러빙천 원단(20)의 표면 중에서 상기 진공 흡착기(320, 330)에 접촉되는 면을 말한다. 그리고, 상기 진공 흡착이라 함은 공기 흡입력으로 소재를 흡착하는 것을 말한다.
본 실시예에 있어서, 상기 진공 흡착기(320, 330)는, 상기 러빙천 원단을 이송하기 위한 벨트형의 컨베이어와 진공 챔버를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 벨트형의 컨베이어는 상기 러빙천 원단(20)과의 접촉면을 진공 흡착하기 위한 다수개의 공기 흡입홀들을 가지며, 그 폭이 상기 러빙천 원단(20)의 폭보다 넓은 것이 바람직하다. 그리고 상기 진공 챔버는 상기 공기 흡입홀들에 공기 흡입력을 발생시키기 위한 것이다.
그리고 본 실시예에 제공되는 상기 진공 흡착기(320, 330)는 상기 절단 스테이지(310)의 배출측과 투입측에 각각 구비되며, 이하 설명의 편의를 위하여 상기 절단 스테이지(310)의 배출측에 구비되는 진공 흡착기를 배출부 진공 흡착기(320)라 칭하고, 상기 절단 스테이지(310)의 투입측에 구비되는 진공 흡착기를 투입부 진공 흡착기(330)라 칭한다.
상기 배출부 진공 흡착기(320)는 상기 절단 스테이지(310)의 배출측에는 구비되는 벨트형의 컨베이어(321)를 포함하여 구성되는데, 이를 편의상 배출부 컨베이어라 칭하며, 상기 배출부 컨베이어(321)는 상기 러빙천 원단의 자투리부분을 흡착하여 이송한다.
그리고, 상기 배출부 컨베이어(321) 상에는 상기 러빙천 원단의 자투리부분을 흡착하기 위한 다수개의 공기 흡입홀(321a)들이 형성된다. 본 실시예에 있어서, 상기 공기 흡입홀(321a)들은 상기 러빙천 원단의 폭에 대응되는 범위 내에서 상기 배출부 컨베이어(321)의 표면에 고르게 분포되나, 러빙천 원단의 자투리 형상에 대응되는 부분에만 고르게 형성될 수도 있다.
상기 러빙천 원단이 주름지거나 치우치지 않도록 균일한 공급 및/또는 고정을 위하여, 상기 공기 흡입홀(321a)의 직경은 2 ~ 20mm인 것이 바람직하다. 상기 공기 흡입홀(321a)의 직경이 2mm이하이거나 20mm이상이면 흡입력이 다소 부족하여, 상기 러빙천 원단(20)이 균일하게 이송되기 어렵고 뒤틀림이 발생할 수 있으므로, 상기 러빙천 원단(20) 중 상기 절단 스테이지(310) 상에 위치한 부분에 대한 재단이 보다 정확하고 균일한 치수로 수행되기 위해서는 상기 공기 흡입홀(321a)의 직경은 2 ~ 20mm인 것이 바람직하다.
그리고 상기 배출부 컨베이어(321)는 서로 나란하게 배치된 한쌍의 롤러(322, 323)에 감겨져서 구동되며, 상기 배출부 컨베이어(321)의 내부에는 상기 공기 흡입홀(321a)들에 흡착력이 발생하도록 상기 공기 흡입홀(321a)들과 연통하는 진공 챔버(324)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 한쌍의 롤러(322, 323)가 회전하면서 상기 배출부 컨베이어(321)가 순환하게 되면, 상기 진공 챔버(324)는 상기 공기 흡입홀(321a)들 중에 상기 러빙천 원단의 자투리부분과 접촉되는 공기 흡입홀들과 순차적으로 연통하게 된다.
상기 진공 챔버(324)는 흡기관(324a)에 연결되어, 팬(미도시)의 구동에 의해 공기를 흡입하도록 구성된다. 따라서, 상기 팬이 구동되면 상기 공기 흡입홀(321a)들 중 일부가 상기 진공 챔버(324)와 연통하게 되므로, 상기 배출부 컨베이어(321) 상에 놓여진 러빙천 원단의 자투리가 공기 흡착되어 이송될 수 있다.
그리고 상기 배출부 진공 흡착기(320)는, 상기 러빙천 원단(20)에 대한 상기 배출부 컨베이어(321)의 흡착력 손실을 방지하기 위하여 상기 배출부 컨베이어(321)의 상측에 제공되는 커버(325)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 커버(325)는 상기 러빙천 원단 자투리에 대한 공기흡입력 손실을 최소화하여, 전체적으로 상기 러빙천 원단(20)의 균일한 이송 및/또는 고정을 더욱 원활하게 한다.
보다 상세하게는, 상기 커버(325)는 상기 러빙천 원단의 자투리에 대한 상기 배출부 컨베이어(321)의 흡착력을 강하게 하여, 상기 러빙천 원단의 자투리가 상기 배출부 컨베이어(321)상에서 미끄러지는 것을 최소화함으로써, 러빙천 원단이 이송되는 과정에서 일측으로 치우치거나 뒤틀리거나 주름지는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버(325)는 비닐시트 등으로 구성될 수 있으며, 일측이 상기 본체 프레임(150)에 연결된 고정부재(미도시)에 고정되고 타측은 상기 절단 스테이지(310)에 대해 반대방향으로 연장되어, 상기 초음파 절단기(100)에 의한 절개부를 커버(cover)함으로써, 상기 러빙천 원단 자투리에 대한 상기 배출부 컨베이어(321)의 흡착력의 손실을 최소화한다.
본 실시예에 있어서, 상기 러빙천 원단의 자투리는 저면이 상기 배출부 컨베이어(321)의 표면에 흡착되고, 상측면의 적어도 일부는 상기 커버(325)에 커버된다. 이 때, 상기 커버(325)는 일측이 상기 고정부재에 고정된 상태이므로, 상기 러빙천 원단의 자투리는 상기 커버(325)의 저면에 대하여 슬립(slip; 미끄러짐)에 의한 이동을 하게 된다.
이에 따라, 상기 러빙천 원단(20)이 주름지거나 어느 일측으로 치우치지 않 고 고르게 펼쳐진 상태로 절단 스테이지 위에 공급될 수 있고, 상기 러빙천 원단(20)중 상기 절단 스테이지(100) 상에 위치한 부분의 전면에 균일한 장력이 미치게 되어, 상기 러빙천 원단(20)이 고정된 상태에서 처짐 및 치우침과 주름이 방지될 수 있다.
상기의 구성에 더하여, 상기 이송유닛은 상기 러빙천 원단(20)의 미끄럼을 보다 효과적으로 방지하기 위한 슬립방지용 롤러(326)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 슬립방지용 롤러(326)는 상기 배출부 컨베이어(321) 상의 러빙천 원단 자투리에 접촉되며, 상기 러빙천 원단(20)의 폭방향(위사방향)으로 길게 구비된다.
본 실시예에 있어서, 상기 슬립방지용 롤러(326)는 상기 본체 프레임(150)에 의해 지지되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 지지구조에 의해 지지될 수도 있다.
보다 상세하게는, 상기 절단 스테이지(310)를 통과한 러빙천 원단의 자투리부분이 상기 배출부 컨베이어(321)와 상기 슬립방지용 롤러(326) 사이를 통과하도록, 상기 슬립방지용 롤러(326)는 상기 배출부 컨베이어(321)의 일측에 구비된다.
그리고 상기 배출부 컨베이어(321) 상의 러빙천 원단 자투리에 상기 슬립방지용 롤러(326)의 외주면이 접촉되어 상기 러빙천 원단 자투리가 가압되면, 상기 러빙천 원단 자투리와 상기 배출부 컨베이어(321) 사이의 마찰력이 증대되어 상기 러빙천 원단이 미끄러짐 없이 보다 균일하게 이송될 수 있다.
여기서, 상기 슬립방지용 롤러(326)는 상기 배출부 컨베이어의 순환을 위한 상기 한쌍의 롤러(322, 323)의 회전방향에 반대방향으로 동일한 회전속도로 회전하며, 상기 슬립방지용 롤러(326)은 그 외주면에 부착되어 상기 러빙천 원단의 자투리와 접촉되며, 상기 슬립방지용 롤러(326)와 상기 한쌍의 롤러(322, 323)가 동일한 원주속도로 회전하게 하는 미끄럼방지 부재(미도시)를 포함하여 구성되는 것이 좋다.
상기 미끄럼방지 부재는 고무재질 등으로 이루어질 수 있으며, 그 외에도 마찰계수가 일정값 이상인 표면을 가지는 재질이면 가능하다.
본 실시예에 있어서, 상기 슬립방지용 롤러(326)는, 상기 한쌍의 롤러들(322, 323) 중에서 상기 절단 스테이지(310)에 인접하는 롤러(322)의 상측에 상하 방향으로 승강 가능하게 구비되어, 원단의 효과적 이송을 위해 상기 배출부 컨베이어(321) 상에 위치된 상기 러빙천 원단의 자투리 상측면에 접촉된다.
그리고, 상기 투입부 진공 흡착기(330)는 상기 절단 스테이지(310)의 투입측에는 구비되는 벨트형의 컨베이어(331)를 포함하여 구성되며, 설명의 편의상 이를 투입부 컨베이어라 칭한다. 상기 투입부 컨베이어(331)는 상기 러빙천 원단(20) 중에서 재단되지 않은 부분을 지지하며, 상기 투입부 컨베이어(331) 상에는 상기 러빙천 원단(20)을 흡착하기 위한 다수개의 공기 흡입홀(331a)들이 형성된다.
여기서, 상기 공기 흡입홀(331a)들은 상기 투입부 컨베이어(331)의 표면에 고르게 분포되는 것이 바람직하다.
상기 투입부 컨베이어(331)는 서로 나란하게 배치된 한쌍의 롤러(332, 333)에 감겨져서 순환하게 되며, 상기 투입부 컨베이어(331)의 내부에는 상기 공기 흡 입홀(331a)들과 연통하는 진공 챔버(334)가 구비되어, 상기 공기 흡입홀(331a)들에 흡착력이 발생한다.
상기 진공 챔버(334)에는 흡기관(334a)이 연결되어, 팬(미도시)의 구동에 의해 공기를 흡입하도록 구성된다. 따라서, 상기 팬이 구동되면 상기 공기 흡입홀(331a)들을 통해 공기가 흡입되므로, 상기 투입부 컨베이어(331) 상에 놓여진 러빙천 원단이(20) 공기 흡착되어 균일하게 이송될 수 있다.
상기 투입부 컨베이어의 구성은 전술한 배출부 컨베이어와 유사하므로 이에 대한 추가적인 설명을 생략한다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치은, 이송되는 소재, 즉 러빙천 원단(20)을 진공 흡착하여 이송하는 적어도 하나의 진공 흡착기(320, 330)를 가지며, 본 실시예에 있어서, 상기 진공 흡착기(320, 330)는 경사방향으로 길게 제직된 상기 러빙천 원단(20)을 연속적으로 상기 절단 스테이지(310)상에 로딩하고, 상기 초음파 절단기(100)는 상기 연속적으로 이송되어 오는 러빙천 원단을 재단하여 소정크기로 된 4각의 러빙천을 수개소 형성한다.
여기서 연속적으로 이송된다는 것은, 하나의 러빙천 원단을 재단하여 다수개의 러빙천을 얻을 수 있도록, 일체로 된 하나의 긴 소재 즉 러빙천 원단을 계속적으로 자동투입하는 것을 말한다.
이를 위하여, 본 실시예에 있어서는 상기 투입부 컨베이어(331)의 측방에 원단 롤(410)이 구비되고, 상기 원단 롤에는 길게 제직된 상기 러빙천 원단이 감겨진 상태로 롤 거치대(420)에 회전자재로 안착되어, 상기 러빙천 원단(20)이 연속적으 로 이송될 때마다 상기 원단 롤(410)이 자연스럽게 회전하면서 상기 러빙천 원단이 풀리게 된다.
상기의 구성에 더하여, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는 상기 러빙천 원단에 그 길이방향으로 장력을 가하기 위한 무게추(430)를 더 포함하여 구성된다.
상기 무게추(430)는 상기 절단부의 투입측에 구비되는데, 본 실시예에 있어서는 상기 절단 스테이지(310)의 투입측, 보다 상세하게는 상기 원단 롤(410)과 상기 투입부 컨베이어(331) 사이에 제공되어, 상기 러빙천 원단(20)을 보다 균일하게 펼쳐주는 기능을 한다.
상기 무게추(430)는 상기 러빙천 원단(20)의 폭 방향으로 길게 제공된 원형단면의 봉형상을 가지며, 상기 러빙천 원단의 상측에 제공되어 상기 러빙천 원단에 하중을 가함으로써, 상기 러빙천 원단에 길이방향의 장력을 가한다.
보다 상세하게는, 상기 러빙천 원단 중에 상기 원단 롤(410)과 상기 투입부 컨베이어(331) 사이에 위치한 부분의 상측면에 올려져서 상기 러빙천 원단의 상측면에 하중을 가한다.
이를 위하여, 상기 무게추(430)는 가이드 프레임(440)에 낙하 자재로 구비되어 소정 높이의 범위 내에서 상하방향으로 안내되며, 상기 러빙천 원단은 상기 무게추(430)의 아래측으로 감겨진 후 상기 투입부 컨베이어(331)로 투입된다.
따라서, 상기 러빙천 원단(20)이 뒤틀리지 않고 보다 균일하게 상기 절단 스테이지 상에 공급될 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는, 상기 러빙천 원단에 잔존하는 이 물질을 제거하기 위한 이물질 흡입기(510)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 상기 이물질 흡입기(510)는 상기 절단 스테이지(310)의 투입측에 구비되어 이물질을 흡입하여 제거하는 기능을 수행한다.
상기 이물질 흡입기(510)는 상기 투입부 컨베이어(331)의 상측에 제공될 수도 있으며, 본 실시예에서는 상기 투입부 컨베이어(331)의 투입단 상측에 상기 러빙천 원단(20)의 폭 방향으로 길게 막대형상으로 제공되어, 상기 투입부 컨베이어(331)로 공급되는 러빙천 원단(20)에 잔존하는 이물질을 진공 흡입한다.
그리고 본 발명에 따른 러빙천 절단장치, 상기 러빙천 원단의 정전기적 중화를 위한 제전기(520)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제전기(520)는 상기 절단 스테이지(310)의 투입측에 구비될 수도 있으며, 본 실시예에 있어서는, 상기 제전기(520)는 탈이온재와 같은 제전재를 분사하여 러빙천 원단을 전기적으로 중화시키며, 상기 제전기(520)에 의해 상기 러빙천 원단의 제전이 수행된 후, 상기 이물질 흡입기(510)에 의한 이물질 흡입이 수행되도록 구성된다.
여기서, 상기 제전기(520)가 상기 이물질 흡입기(510)보다 상기 원단 롤(410)에 더 가깝게 위치되나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 이물질 흡입기(510)와 제전기(520)는 상기 본체 프레임(150)에 일체로 구비되거나 별도의 지지구조에 의해 설치될 수도 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치는 상기 절단부의 양측에 구비되어 러빙천 원단의 폭방향 양단부를 고정하는 한 쌍의 고정유닛을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 고정유닛은, 상기 러빙천 원단의 절단시 상기 절단날(122)에 의해 상기 러빙천 원단(20)이 눌려져서, 상기 러빙천 원단(20)이 뒤틀리거나 주름지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 고정유닛은 상기 절단 스테이지(310)의 가장자리 상면을 따라 길게 배치되는 고정편(312)과 상기 고정편(312)을 상하방향으로 이동가능하게 하는 구동부(313, 314)를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 상기 러빙천 원단 중에 상기 절단 스테이지(310) 상에 위치한 부분의 폭방향 가장자리부가 선택적으로 눌러져서 고정될 수 있다. 여기서 상기 고정편(312)의 저면에는 러빙천 원단의 이탈을 방지하기 위한 이빨부가 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 고정편(312)은 상기 구동부에 의해 수평방향으로도 이동 가능한 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 구동부는 상기 고정편의 상하방향 이동을 위한 제1구동부(313)와 상기 고정편의 수평방향 이동을 위한 제2구동부(314)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1구동부(313)와 제2구동부(314)는 각각 실린더를 포함하여 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 상기 러빙천 원단의 이송이 멈춰진 상태에서, 상기 고정편(312)이 상기 제1구동부(313)에 하향이동하여 상기 러빙천 원단의 가장자리를 누른 후, 상기 제2구동부(314)에 의해 바깥쪽으로 수평이동하여 상기 러빙천 원단에 폭방향 의 장력을 가함으로써, 상기 러빙천 원단(20)의 재단이 보다 균일하게 수행될 수 있게 한다.
그리고 상기 러빙천 원단(20)의 재단이 수행된 후에는 자투리의 배출을 위하여, 상기 고정편(312)이 상향 이동하여 상기 러빙천 원단에 대한 고정을 해제한다.
도 7은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의해 러빙천 원단이 재단되어 이송되는 과정을 나타낸 것이다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 러빙천 절단장치는, 상기 러빙천 원단에서 재단된 소정크기의 러빙천이 상기 러빙천 원단(20)에서 보다 용이하게 분리될 수 있도록, 상기 러빙천 원단의 표면을 흡착하는 흡착기를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 흡착기는 상기 본체 프레임(150)에 이동 가능하게 구비되어 상기 초음파 절단기에 의한 재단이 완료된 후, 상기 러빙천 원단(20) 중에서 상기 절단 스테이지(310)의 투입단 가장자리부에 위치한 부분의 상측면을 흡착하여 상기 러빙천 원단(20)에 길이방향의 힘을 가함으로써, 상기 절단날(122)에 의한 절개부가 분리될 쉽게 분리될 수 있게 한다.
이에 따라 상기 러빙천 원단에서 재단된 소정크기의 러빙천이 자연스럽게 분리되고, 상기 절단 스테이지가 실린더(311)에 의해 하강하면 상기 러빙천 원단에서 분리되어 상기 본체 프레임(150)의 외부로 배출될 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 초음파 절단기(100)는 상기 흡입유닛(200)에 의해 공기로 냉각되도록 구성된다.
다시 말해서, 상기 초음파 절단기(100)가 공랭식으로 냉각되며, 상기 흡입유닛(200)이 상기 낙모의 흡입 기능과 동시에 상기 초음파 절단기(100)의 냉각기능도 수행할 수 있음을 의미한다.
상기 초음파 절단기(100)가 구동되면, 상기 혼(120)이 과열되어 종래에는 수냉식 냉각장치를 별도로 구비하여야 했으나, 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의하면 별도의 수냉식 냉각장치를 필요로 하지 않으므로 절단장치의 구성이 보다 단순화될 수 있다.
이를 위하여, 상기 혼(120)의 적어도 일부는 상기 흡입유닛(200)의 공기 유로상에 구비된다. 보다 상세하게는 상기 혼(120)이 상기 흡입유닛(200)의 내부에 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 혼(120)이 상기 흡입유닛(200)의 의해 유동하는 공기로 냉각될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 흡입유닛(200)은, 하단부에 낙모를 흡입하기 위한 흡입구(211)가 구비되고 내부에 빈 공간(212)이 형성된 흡입구체(210)를 포함하며, 상기 흡입구체(210)에는 낙모의 진공흡입을 위한 흡입관(213)이 연결되어, 모터와 팬의 구동에 의해 상기 흡입구(211)에 공기 흡입력이 발생한다.
여기서, 상기 흡입구(211)에 상기 혼의 절단날(122)이 구비되도록 상기 혼의 몸체(121)가 상기 흡입구체의 내부 공간(212)에 수용되어, 상기 흡입구체(210)와 상기 혼의 절단날(122)이 일체로 동시에 움직이게 된다.
따라서, 상기 절단날(122)이 이송되면서 상기 러빙천 원단(20)을 재단하면, 상기 흡입구체(210)가 낙모를 진공 흡입하고, 이때 상기 흡입구(211)로 흡입되어 유동하는 공기로 상기 혼(120)을 냉각하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의한 러빙천 원단의 재단과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 러빙천 원단(20)이 감겨진 원단 롤(410)을 상기 롤 거치대(420)에 회전 가능하게 안착시킨 후, 상기 러빙천 원단(20)의 단부를 당겨 상기 무게추(430) 하측을 경유하여 상기 투입부 컨베이어(331) 및 절단 스테이지(310)를 지나 상기 배출부 컨베이어(321)상에 위치시킨다.
이 때, 상기 러빙천 원단(20)이 상기 절단 스테이지(310) 상에서 폭 방향 어느 일측으로 치우치거나 주름지거나 뒤틀리지 않도록 상기 절단 스테이지 상에 바르게 정렬한다.
상기와 같은 상태에서 상기 진공 흡착기(320, 330)가 가동되면, 상기 러빙천 원단이 정확하게 정렬된 상태로 고정되며, 이후 연속적인 절단과정에서도 상기 진공 흡착기(320, 330)에 의해 뒤틀림없이 균일하게 이송되면서 정확한 치수로 재단될 수 있다.
그리고 상기 초음파 절단기(100)에 의해 재단된 자투리부분은 상기 배출부 컨베이어(321)를 거쳐 외부로 배출된다.
이하 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의해 러빙천을 절단한 실시예를 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1 ]
러빙천 원단의 경사로 큐프라암모늄 레이온 필라멘트 120d/75f (Asahi産,일본), 위사로 큐프라암모늄 레이온 필라멘트 75d/50f (Asahi産,일본)를 사용하여 경사밀도 60본/inch, 위사밀도 98본/inch로 평직으로 러빙천 원단조직을 제직하였다.
그리고 러빙천 원단의 파일사로 비스코스레이온 필라멘트 100d/40f(Enka産,독일)을 사용하여 파일밀도 32,000ea/㎠가 되도록 공지의 파일 직기에 의해 W자형으로 원단을 제직하였다. 제조된 파일 직물을 공지의 공정으로 준비, 브러쉬, 조제처리하여 러빙천을 제조하였다.
상기 제조된 러빙천을 35kHZ의 초음파 장치와 절단판을 사용하여 가로폭 850mm , 세로폭 440mm로 10매 수동 절단하여 치수를 측정하였다.
[ 실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 러빙천을 35kHZ의 초음파 장치가 부착된 자동 절단 시스템 장치를 사용하여 연속식으로 투입, 이송하여 가로폭 850mm, 세로폭 440mm로 10매 자동 절단하여 치수를 측정하고, 치수편차, 잔류 낙모 및 공정 불량률을 평가하였다.
[ 비교예 1]
상기 실시예 1과 동일한 러빙천 원단을 종래의 톰슨 절단기를 사용하여, 가로폭 850mm, 세로폭 440mm로 10매 자동 절단하여 치수를 측정하고, 치수편차, 잔류 낙모 및 공정 불량률을 평가하였다.
[ 비교예 2]
상기 실시예 1과 동일한 러빙천을 Shima Seiki社를 원단 재단기를 사용하여 연속식으로 투입, 이송하여 가로폭 850mm, 세로폭 440mm로 10매 자동 절단하여 치수를 측정하고, 치수편차, 잔류 낙모 및 공정 불량률을 평가하였다.
표 1에는 러빙천의 치수편차, 잔류 낙모, 공정 불량률과 같은 러빙천의 특성이 실시예와 비교예로 구분되어 나타나 있다.
* 치수 편차 : 비교예와 실시예에 의해 절단된 러빙포재를 (주)신도기연社 자동 치수 측정기를 사용하여 재단된 러빙천의 크기를 측정하고, 기준치와 비교하여 절단 편차를 나타내었다.
* 잔류 낙모 : IPS 방식의 액정표시장치를 제조하여 상기 액정 표시 장치 제조공정에서 배향막에 잔류하는 낙모 발생 정도를 측정하여 나타내었다.
* 공정 불량률 : IPS 방식의 액정표시장치를 제조하여 상기 액정 표시 장치 제조공정에서의 러빙천으로 인한 불량률을 비교하여 나타내었다.
구분 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
치수 편차 ± 1.0 ± 1.2 ± 0.5 ± 0.2
잔류 낙모 △ △ ○ ◎
공정 불량률(%) 7 6 3 1
* 잔류낙모 : ◎ 양호 (잔류 낙모 적음), ○ 보통, △ 나쁨
상기와 같이 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의한 실시예에 의하면, 비교에 1 및 2에 비하여 치수 편차 잔류 낙모 및 공정불량율의 정도가 모두 고르게 우수한 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
도 1은 일반적인 러빙장치에 의한 러빙공정을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 일반적인 러빙천의 일 예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 이송유닛과 절단유닛의 일 실시예를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 일 실시예를 나타낸 일부 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 절단 스테이지를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치에 의해 러빙천 원단이 재단되어 이송되는 과정을 나타낸 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 러빙천 절단장치의 흡입유닛을 나타낸 분해 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 초음파 절단기 310: 절단 스테이지
312: 고정편 313, 314: 구동부
320, 330: 진공 흡착기 321: 배출부 컨베이어
331: 투입부 컨베이어 324, 334: 진공 챔버
325: 커버 326: 슬립방지용 롤러
410: 원단 롤 430: 무게추

Claims (7)

  1. 절단부 상에 고정된 러빙천 원단을 재단하기 위한 절단유닛; 그리고
    상기 절단부의 투입측과 배출측 중 적어도 어느 일측에 구비되며, 상기 러빙천 원단의 정렬을 위하여 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하는 진공 흡착기를 포함하여 구성되는 러빙천 절단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공 흡착기는: 상기 러빙천 원단의 재단시에 상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하여 상기 러빙천 원단을 상기 절단부 상에 고정가능한 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진공 흡착기는:
    상기 러빙천 원단과의 접촉면을 진공 흡착하기 위한 다수개의 공기 흡입홀들을 가지며, 상기 러빙천 원단을 이송하는 벨트형의 컨베이어; 그리고
    상기 공기 흡입홀들에 공기 흡입력을 발생시키기 위한 진공 챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨베이어는 상기 절단부의 배출측에 구비되며; 상기 진공 흡착기는, 상기 러빙천 원단에 대한 상기 컨베이어의 흡착력 손실을 방지하기 위하여 상기 컨베이어의 상측에 구비되는 커버를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절단부에 양측에 구비되어 상기 러빙천 원단의 절단시 상기 러빙천 원단의 폭방향 양단부를 고정하는 한쌍의 고정유닛을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 러빙천 원단에 그 길이방향으로 장력을 가하기 위한 무게추를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무게추는; 상기 러빙천 원단의 상측에 상기 러빙천 원단의 폭방향으로 길게 제공된 봉형상을 가지며, 상기 절단부의 투입측에 구비되며 상기 러빙천 원단의 상측을 눌러 하중을 가하는 것을 특징으로 하는 러빙천 절단장치.
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