KR20110118263A - 광학필름 권취기와 이를 이용한 광학필름 슬리팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원재료인 롤 형상의 광학필름을 권출(unwinding)하여 시트상 광학필름을 슬리터로 소정의 폭으로 슬리팅(분할) 한 각각의 슬릿필름을 롤 형상으로 다시 권취(rewinding)하는 광학필름 슬리팅 시스템에 관한 것으로, 특히 권취되는 슬릿필름과 슬릿필름 사이에 공기 투입을 방지하는 광학필름 권취기와 이를 이용한 광학필름 슬리팅 시스템에 관한 것이다.

Description

광학필름 권취기와 이를 이용한 광학필름 슬리팅 시스템{OPTICAL FILM WINDER AND OPTICAL FILM SLITTING SYSTEM}

본 발명은 원재료인 롤 형상의 광학필름을 권출(unwinding)하여 시트상 광학필름을 슬리터로 소정의 폭으로 슬리팅(분할) 한 각각의 슬릿필름을 롤 형상으로 다시 권취(rewinding)하는 광학필름 슬리팅 시스템에 관한 것으로, 특히 권취되는 슬릿필름과 슬릿필름 사이에 공기 투입을 방지하는 광학필름 권취기와 이를 이용한 광학필름 슬리팅 시스템에 관한 것이다.

편광필름, 위상차 필름 등으로 대표되는 광학필름은 액정표시장치(LCD) 등을 구성하는 중요한 광학 부품으로, 통상 롤 형상의 광학 필름을 원재료로 하고, 이들로부터 시트의 광학필름을 길이방향 슬리팅하여 권취한 레이저 슬리팅 공정과, 이 레이저 슬리팅 공정에서 권취한 롤을 권출하여 슬릿필름을 레이저 크로스 컷팅을 행함으로써 제조된다.

통상 레이저 슬리팅 시스템은 광학필름인 원반(raw material) 롤을 갖춘 권출기와, 이송하는 시트형상의 광학필름을 길이방향으로 1~3열로 슬릿하는 레이저 슬리터와, 이 1~3열의 슬릿필름을 다시 권취하는 권취기로 구성하여 있다.

이러한 레이저 슬리팅 시스템의 권출, 이송, 권취는 롤-투-롤(roll-to-roll) 장비에 의해 구현된다.

그런데, 롤-투-롤 장비의 운전시 광학필름에 장력을 부여하는 방법은 걸려있는 광학필름의 처짐 상태를 보고 임의로 설정하였다.

이러한 처짐 상태만으로 장력값을 시스템 전체에 임의로 설정하기 때문에 장비 기능별 장력 차이 또는 폭의 길이에 따른 장력의 차이 또는 그 조합을 고려하지 않아 사행(한쪽으로 쏠리는 현상), 슬립 등으로 인해 제품 품질에 나쁜 영향을 준다.

한편, 롤-투-롤 장비에서 슬릿필름의 권취 중에 주위의 공기가 빨려들어가서 발생하는 권취불량(star defect: 막심불량)이 생겨(도 14 참조) 권취 형상의 붕괴가 쉬워 제품 품질에 나쁜 영향을 준다. 또한, 권취불량은 권취된 슬릿필름 간의 접촉관계가 균일하지 않아 어느 곳은 많이 눌리고 어느 곳은 적게 눌려 제품의 손상을 줄 수 있다.

즉, 도 15에 도시한 바와 같이, 권취 롤(51a~51c)에 슬릿필름(3a~3c)의 권취되는 입사각은 처음 권취될 때(권경이 작을 때)의 입사각(i1)이 다 감길 때(권경이 클 때)의 입사각(i2)보다 크다(i1 〉i2).

이러한 입사각의 차이로 인해, 도 6a에 도시한 바와 같이 공기혼입량이 최대이다가 선형적으로 점점 공기혼입량이 줄어드는 양상을 띄운다.

또한, 도 5a에 도시한 바와 같이, 최초와 최후 감긴 상태 사이에서 최대 압력이 걸리는 불균일 압력 상태를 보인다.

따라서, 최대 압력이 걸린 최외각의 슬릿필름이 안쪽으로 누르면, 공기혼입량이 일정하지 않은 슬릿필름이 서로 눌려 붕괴되어 별 형상으로 주굴주굴하게 눌려지게 된다.

다른 한편, 레이저 슬리터에서는 원하는 소정의 폭을 갖는 슬릿필름과 양측 에지를 트리밍하는 트림필름으로 슬리팅 된다.

슬릿필름은 각 권취롤에 권취되고, 트림필름은 바스켓 안에 담긴다.

그런데, 바스켓은 레이저 슬리터의 하측 바닥에 설치되어 있기 때문에, 작업자가 항상 대기 및 확인을 해야 한다.

즉, 바스켓(쓰레기 박스) 투입 -> 바스켓 상태 확인 -> 바스켓 처리와 같은 긴 공정이 행해졌다.

한편, 이송하는 광학필름은 어느 정도 상하로 진동한다. 이 웨이브 진동은 레이저 슬릿면의 품질에 영향을 미친다. 그래서, 기존에 진동을 방지하기 위한 방법으로는 자동 위치 제어를 하여 레이저 자체의 위치를 조정하였으나, 장비가 고가이며, 기구가 복잡하고, 반응속도가 늦어 진동안정성 확보가 힘들었다.

다른 한편, 도 16에 도시한 바와 같이, 기존 롤-투-롤 장비에 사용되는 CPC(센터위치제어)시스템(8)은 슬릿필름의 양끝단을 감지하여 센터를 확인하는 장비로서, 양끝단 감시 센서 폭이 협폭으로 일정하게 정해져 있다. 따라서, 광학필름 또는 슬릿필름의 폭이 센서(8a)(8b)의 협폭보다 더 긴 경우, 프로젝터(8a)에서 발광된 빛이 디텍터(8b)의 수광부에 전혀 들어오지 않아 항상 센서의 위치가 맞는 것으로 오인하게 되기 때문에, 필름의 폭이 바뀌는 경우 CPC시스템을 이동시켜야 한다. 이에 이동에 필요한 시간이 소요되어, 운전 시간 손실을 가져와 생산성을 약화시킨다.

또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 레이저 가스(레이저 흄)를 제거하기 위한 석션박스(41)와 집진박스(43)를 연결하는 배관(4)은 레이저 빔을 피하기 위하여 측면에서 볼 때 의자 모양으로 90도 2중 절곡되어 있어 배관브라켓(4a)에 장착되어 있다.

그런데, 이 90도 2중 절곡된 부분은 석션된 레이저 가스가 원활한 이동을 하는 데 방해하는 데드 존(dead zone) 역할을 한다. 특히 레이저 가스는 끈적끈적한 성질이 있어 한 번 쌓이면 잘 떨어지지 않아, 계속 쌓여 막히게 한다.

이 막히는 주기는 빠르기 때문에 자주 청소해야 하고, 청소하기 위해서는 배관(4)을 분리해야 하는 번거로움이 있다.

한편, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 레이저 슬릿면은 가열에 의해 어느 정도 부풀어 올라 있기 때문에, 권취 롤에 센터를 일정하게 맞추어 권취하면, 가운데가 오목한 형태로 권취된다. 따라서, 가운데 부분이 눌림 불량 원반이 되어 품질에 나쁜 영향을 미친다.

다른 한편, 레이저 슬리팅 한 이후 이물 특히 레이저 흄(fume)이 슬릿면 근처에 용접된 것처럼 융착되는 데, 이의 제거를 위해 접착성 롤러로 제거하거나, 브러시로 긁은 후 블로우 방식으로 불어내는 방식을 취하고 있다.

그런데 접착성 롤러는 필름에 그냥 묻어있는 것의 제거는 쉬우나 융착된 흄의 제거는 매우 어렵다.

또한, 블로우 방식도 융착 흄의 제거가 힘들뿐 아니라 그 장비가 많고 복잡하여 큰 공간을 차지하여 콤팩트한 장비의 구현에 역행한다. 또한, 블로우 방식은 바람이 필름에 영향을 주어 진동을 발생시킬 우려가 크다.

한편, 도 2를 참조하여 설명하면, 레이저 슬리터(30)의 필름이송기구(R1~R4)(DGR)에서 구동 롤(DGR)은 닙 롤과 함께 필름을 강제 이송(슬립 방지)시키는 역할을 한다. 또한, 닙 롤은 상하로 이동하면서 필름의 갭을 조정하고 장력 차단을 위해 사용된다.

그런데, 닙 롤 자체가 오차가 있기 때문에 필름을 균일하게 눌러주지 못해 더 눌린 부분으로 쏠리는 현상이 있다. 또한, 갭을 조정해야 하고 닙 롤의 상하 구동 장비가 필요하고, 이 장비의 공간만큼 스페이스를 차지한다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 권취 중에 주위의 공기가 광학필름 사이로 빨려 들어가는 것을 방지하여 권취 불량을 발생시키지 않는 광학필름 권취기와 이를 이용한 광학필름 슬리팅 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 광학필름 권취기는,

광학필름을 권취롤에 권취하는 권취기에 있어서, 상기 권취롤에 권취되는 광학필름 사이마다 혼입되는 공기량이 일정하도록 제어하는 혼입공기량제어부를 포함한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

광학필름의 원반 롤이 설치되는 권출기; 상기 권출기로부터 권출되는 광학필름을 이송 방향으로 슬리팅하여 복수의 슬릿필름으로 재단하는 슬리터; 상기 복수의 슬릿필름을 각각 권취하는 권취롤이 설치되는 복수의 권취기; 상기 권취롤에 권취되는 슬릿필름 사이마다 혼입되는 공기량이 일정하도록 제어하는 혼입공기량제어부를 포함한다.

이들 구성에 의하면, 권취 중에 주위의 공기가 광학필름 사이로 빨려 들어가는 것을 방지하여 일정하지 않은 공기 혼입에 따른 권취 불량을 발생시키지 않는다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 입사되는 슬릿필름의 입사각이 일정하도록 한다.

이 구성에 의하면, 혼입되는 공기량을 최대한 줄이면서도 혼입되더라도 공기량을 일정하게 유지하여 권취불량을 방지한다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤의 권경이 커질수록 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 소정 간격 이격되어 설치되는 가이드 롤을 후퇴시켜 입사각이 일정하게 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 5에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤의 권경이 커질수록 상기 가이드 롤을 하강시켜 입사각이 일정하게 유지되도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 6에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤을 후퇴시키는 가이드롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 가이드롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 7에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤을 상기 권취롤에 대해 하강시키는 가이드롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 가이드롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 8에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 후퇴시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

청구항 9에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 하강시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 10에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되는 슬릿필름이 일정한 압력으로 권취되도록 제어한다.

이 구성에 의하면, 일정한 압력으로 권취 필름을 가압하여 혼입된 공기량을 배출시켜 권취불량을 방지한다.

본 발명의 청구항 11에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취된 상기 슬릿필름에 접촉하는 터치 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 터치 롤을 상기 권취롤로부터 후퇴시키는 터치롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 터치롤이동부를 제어하여 상기 터치롤의 후퇴속도를 조절하는 압력균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 12에 기재된 광학필름 슬리팅 시스템은,

상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취된 상기 슬릿필름에 접촉하는 터치 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 후퇴시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하여 상기 권취롤의 후퇴속도를 조절하는 압력균일제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시예에 따른 광학필름 권취기, 광학필름 슬리팅 시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

권취되는 광학필름 사이에 혼입되는 공기량을 일정한 입사각 또는 일정한 압력에 의해 제어함으로써, 광학필름이 단단하게 감겨 막심불량(STAR DEFECT), 형상붕괴 등과 권취불량을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학필름 레이저 슬리팅 시스템의 주요 부분을 개략적으로 도시한 공정 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 공정도를 개략적으로 도시한 측면도 및 플로 차트.
도 4는 트림처리기를 도시한 정면도.
도 5a는 권취롤의 권경의 변화에 따른 일반적인 압력 분포를 도시한 도.
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 균일 제어를 위한 공기혼입공기량제어부를 도시한 측면도 및 평면도.
도 5d는 필름 길이에 대한 압력값을 나타낸 그래프.
도 6a는 권취롤의 권경의 변화에 따른 일반적인 공기혼입량 분포를 도시한 도.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사각 균일 제어를 위한 공기혼입공기량제어부를 도시한 측면도 및 평면도.
도 7은 본 발명의 레이저 슬리터와 집진 배관을 도시한 측면도.
도 8a 내지 도 8c는 레이저 슬리터의 주요 부분을 도시한 저면 사시도, 저면 평면도 및 측면도.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 스윙 겸용 CPC시스템을 개략적으로 도시한 개념도, 평면도 및 사시도.
도 10은 (a) 불량 권취 상태, (b) 양호 권취 상태를 도시한 개략도.
도 10a는 스윙사이클(스윙속도)와 스윙거리에 따른 다양한 지그재그 형태를 도시한 도.
도 11은 본 실시예의 클리너를 도시한 사시도.
도 12 및 도 13은 벨트 링크 시스템을 도시한 공정도와 사시도.
도 14는 권취불량(star defect : 막심불량)을 도시한 도.
도 15는 권취불량이 발생하는 경우로서, (a)는 권경이 작을 땐 입사각이 크고 (b)는 권경이 클 땐 입사각이 작은 경우를 보여주는 도.
도 16은 종래 CPC시스템을 개략적으로 도시한 사시도.
도 17은 종래 레이저 슬리터와 집진 배관을 도시한 측면도.

본 실시예의 상세한 설명과 청구범위에서 사용되는 권출(unwinding)은 롤 형상으로 감겨있는 원반(raw material; 광학필름)을 풀어서 시트 형상으로 이송되는 것이고, 권취(rewinding)는 광학필름을 가공한 시트 형상의 슬릿필름을 다시 롤 형상으로 감는 것으로 정의한다.

또한, 본 실시예의 상세한 설명에서는 하나의 광학필름을 슬릿헤드 2개와 트림헤드 2개로 3열의 폭으로 슬릿하여 각각 권취하고, 나머지 2열의 폭은 트림하여 배출하는 공정으로 설명하고 있지만, 광학필름의 폭 분할 수에 따라 슬릿헤드의 개수도 조정 가능하고, 트림 여부에 따라 트림을 행할 수도 하지 않을 수도 또는 한쪽 에지만 행할 수도 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학필름 레이저 슬리팅 시스템의 주요 부분을 개략적으로 도시한 공정 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 공정도를 개략적으로 도시한 측면도 및 플로 차트이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 광학필름 레이저 슬리팅 시스템은 장비 기능별로 구분하면 권출기(10)와 레이저 슬리터(30)와 복수의 권취기(50a~50c)로 구성되어 있다.

즉, 권출기(10)는 광학필름(1)이 시트 형상으로 풀려나가게 하는 장비이고, 레이저 슬리터(30)는 광학필름(1)을 복수의 슬릿필름(3a~3c)과 트림필름(5)으로 가공하는 장비이고, 권취기(50a~50c)는 슬릿필름(3a~3c)을 다시 권취하는 장비이다.

한편, 장력 구간별로 구분하면, 본 실시예에 따른 광학필름 레이저 슬리팅 시스템은 권출구간(a), 권출피드구간(b), 권취피드구간(c1~c3) 및 권취구간(d1~d3)으로 구성되어 있다.

권출구간(a)은 원반 롤(11)과 권출 닙 롤러(A) 사이의 구간으로서, 에지 또는 센터 위치 등을 제어한 광학필름(1)을 권출피드구간(b)에 제공한다.

권출피드구간(b)은 권출 닙 롤러(A)와 권출피드 닙롤러(B) 사이의 구간으로서, 광학필름(1)의 단일 폭이 복수의 슬릿필름(3a~3c)과 트림필름(5)으로 가공되면서 이송된다.

권취피드구간(c1~c3)은 권출피드 닙 롤러(B)와 권취피드 닙롤러(C1~C3) 사이의 구간으로서, 슬릿필름(3a~3c)이 각 권취 롤(51a~51c)로 분기되어 이송된다.

권취구간(d1~d3)은 권취피드 닙 롤러(C1~C3)와 권취 롤(51a~51c) 사이의 구간으로서, 센터 위치 등을 제어한 슬릿필름(3a~3c)을 권취 롤(51a~51c)에 권취한다.

이러한 롤-투-롤(roll-to-roll) 장비의 운전시 필름들의 처짐에 대비하여 장력을 부여한다.

장력을 부여하는 방법에는 1) 단위길이당 폭에 따른 방법, 2)장비 기능별에 따른 방법, 3) 1)과 2)를 조합하는 방법이 있다.

1) 단위길이당 폭에 따른 방법은 장력 구간별로 구분하여서 장력을 설정할 수 있다.

예컨대, 폭 1m에 대한 장력이 200N/m 라고 설정한 후, 단위길이당 폭에 따른 장력을 각 구간별로 다르게 설정하는 기준을 마련하여 60m/min 속도로 운전 중에 처짐이나 사행, 슬립 현상을 방지하여 운전의 안정성을 확보한다.

구간	권출	권출피드	1권취피드	1권취	2권취피드	2권취	3권취피드	3권취	트림(좌)	트림(우)
비례	1	1.1	1.1	1.2	1.1	1.2	1.1	1.2	1.1	1.1
N/m	200
m	1.3	1.3	0.404	0.404	0.404	0.404	0.404	0.404	0.044	0.044
N	260	286	89	97	89	97	89	97	10	10

즉, 1300mm 원반의 경우로 설명하면, 권출구간(a)과 권출피드구간(b)에서는 폭의 변화가 없기 때문에 200 * 1.3 = 260N 으로 설정된다.

권출피드구간(b)에서는 트리밍 되기 전과 후로 나뉘는데, 트리밍 된 후의 트림필름(5)의 장력은 200*0.044=10N 으로 설정될 수 있다.

권취피드구간(c1~c3)과 권취구간(d1~d3)은 폭이 3열로 분할되기 때문에 그 폭이 작아져 200*0.404=89N 으로 설정된다.

2)장비 기능별(권출, 가공, 권취)에 따른 장력은 상대적으로 권취 쪽으로 당겨주는 시스템으로 구성되는 것이 운전의 안정성을 확보한다.

즉, 권출기(10)에 해당하는 권출구간(a)의 장력값을 1 이라고 설정하면, 레이저 슬리터(30)에 해당하는 권출피드구간(b)과 권취피드구간(c1~c3)은 1.01~1.2, 권취기(50)에 해당하는 권취구간(d1~d3)은 1.01~1.5로 장력 비례값을 다르게 설정한다.

권출 구간 : 피드 구간 = 1 : 1.01~1.2

권출 구간 : 권취 구간 = 1 : 1.01~1.5

3)장비 기능별과 장력 구간별의 조합

위의 표와 같이 장비 기능별 장력 비례값과 단위길이당 폭에 따른 장력값이 설정되면, 각 구간별의 정밀한 장력값이 설정되게 된다.

즉 권출구간(a)은 1 * 200 * 1.3 = 260N, 권출피드구간(b)은 1.1 * 200 * 1.3 = 286N 으로 설정된다. 트림구간은 1.1 * 200 * 0.044 = 10N 으로 설정된다.

권취피드구간(c1~c3)은 1.1 * 200 * 0.044 = 89N, 권취구간(d1~d3)은 1.2 * 200 * 0.044 = 97N 으로 설정된다.

이와 같은 장력값은 닙 롤러(A)(B)(C1~C1)와 궈취 롤(51a~51c)을 구동하는 서보 모터의 회전력으로 조정한다.

한편, 트림필름(5)은 도 1과 같이 배출롤러(7)에 의해 바스켓(9)으로 향하여 배출된다.

또한 도 2 및 도 4와 같이, 트림필름(5)을 자동 배출 처리하는 트림처리기(60)가 배치 설치되는 것이 바람직하다.

트림처리기(60)는 일측은 재단된 트림필름(5)의 아래에 배치되고 타측은 트림필름(5)을 담는 바스켓(9)에 배치되는 트림필름 컨베이어(60)로 이루어진다.

즉, 트림필름 컨베이어(60)는 일측이 재단되는 트림필름(5)의 아래에 배치되는 트림필름 수평컨베이어(61)와, 트림필름 수평컨베이어(61)의 타측과 바스켓(9) 사이에 배치되는 트림필름 경사컨베이어(63)로 구성하여 있다.

바스켓(9)은 카트 형태로 하여 별도로 운반하거나 바로 쓰레기 처리장일 수 있다. 또한, 컨베이어의 이송 속도를 조절하여 처리 속도를 조절할 수 있다.

이러한 컨베이어 시스템으로 인해 레이저 슬리터(30) 내부로 바스켓(9)을 투입하고, 바스켓(9) 내부의 상태를 확인하기 위해 작업자가 대기하여 운반 처리하는 수고를 덜어, 작업 생산성을 확보할 수 있다.

또한, 트림필름 경사컨베이어(63)는 바스켓(9)을 향할수록 높이가 높아지게 경사(θ)지는 배치되는 것이 바람직하다.

이것은 바스켓(9)의 높이를 높게 할 수 있어, 트림필름(5)의 배출 처리량을 현저히 증가시켜 작업 생산성을 더욱 확보할 수 있다.

한편, 각각의 슬릿필름(3a~3c)을 권취 롤(51a~51c) 각각에 권취할 때, 슬릿필름과 슬릿필름 사이로 공기가 혼입된다. 이 혼입된 공기는 슬릿필름과 슬릿필름 간의 미세한 공간을 구성하여 권취 롤의 회전축에 가까운 부분의 권취 필름이 회전축에서 먼 권취 필름에 쉽게 눌려 스타 모양으로 변형(도 14 참조)이 생겨 불량 처리되게 된다.

또한, 미세한 공간은 형상 붕괴를 초래할 수 있다. 이것은 두루마리 휴지가 코어에 단단히 권취되어 있으면 코어가 빠지더라도 그 형상을 유지하지만, 헐겁게 권취되어 있는 경우 코어가 빠지면 휴지도 빠져 형상이 붕괴되는 원리와 같다.

이 같은 권취불량을 방지하기 위해, 도 5b 및 도 5c의 압력균일제어용 혼입공기량제어부(90) 또는 도 6b 및 도 6c의 입사각균일제어용 혼입공기량제어부(190)가 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에서 혼입공기량 제어부는 필름 권취시 혼입되는 공기량이 일정하고 균일하도록 하기 위해 권취되는 압력이 균일하도록 하거나, 권취롤에 권취되는 필름의 입사각이 일정하도록 제어하는 것이다.

먼저 압력 균일 제어를 위해 통상적으로 권취롤에 권취되는 필름의 압력을 살펴보면, 도 5a에 도시한 바와 같다. 도 5a를 참조하면, 통상 권취 롤(51a~51c)에 권취되는 슬릿필름(3a~3c)의 압력(P)은 최소 권경과 최대 권경에서 최대압력(Pmax)이 형성되고, 최소 권경에서 더 권취 될수록 급격히 압력이 떨어지다가 어느 정도 권취될까지는 최소 압력(Pmin)을 유지하다가 최대 권경에 근접할수록 다시 급격히 최대압력까지 상승하는 것으로 알려져 있다.

따라서, 혼입 공기량을 균일하게 하기 위해서는 적어도 최소 권경 또는 최대 권경일 때의 압력, 즉 압력제어 없이 측정된 최대압력을 기준으로 해서 압력이 일정한 상태로 권취되도록 제어해야 슬릿필름과 슬릿필름 사이로 공기의 혼입 방지 또는 혼입된 공기를 균일하게 밀어내어 권취 불량을 방지한다.

도 5b 및 도 5c에 도시한 바와 같이, 압력균일제어용 혼입공기량제어부(90)는 권취 롤(51a~51c)에 권취된 슬릿필름(3a~3c)에 접촉하는 터치 롤(91)과, 터치 롤(91)을 권취롤(51a~51c)로부터 후퇴하는 방향으로 이동하는 터치롤이동부(93)와, 권취 롤(51a~51c)의 권경, 권취압 또는 권취되는 필름의 길이를 감지하여 터치롤이동부(93)를 제어하는 압력균일제어부(95)로 구성되어 있다.

압력 균일 제어의 경우에 터치 롤(91)은 슬릿필름(3a~3c)의 이송을 가이드 및 권취 롤(51a~51c)에 접촉하여 권취되는 필름이 일정한 압력으로 권취롤에 권취되도록 가압하는 가이드롤이다.

터치롤이동부(93)는 터치 롤(91)의 일단 또는 양단축에 설치되어 터치 롤(91)을 후퇴(또는 전진)방향으로 이동시키는 구동실린더(93)로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 압력균일제어부(95)는 하기의 세 가지 방법으로 권취되는 필름의 압력이 일정하게 유지되도록 터치롤을 제어한다.

첫번째 방법은 권취 롤(51a~51c)에 장착된 압력측정센서를 통해 권취되는 필름의 압력값을 입력받아 설정된 압력값과 비교하여 그 차이값을 보정하도록 터치 롤(91)이 권취롤에 인가하는 압력을 제어한다. 즉, 필름의 권취되는 압력값이 설정된 압력값보다 낮을 경우에는 터치롤의 후퇴속도를 낮춤으로써 권취되는 압력을 높여주며, 권취되는 필름의 압력값이 설정된 압력값보다 높아지면 터치롤의 후퇴속도를 다소 증가시켜 필름의 권취되는 압력이 설정된 압력값으로 일정하게 유지되도록 한다.

두번째 방법은 권경측정센서를 이용하여, 권취 롤(51a~51c)의 권경을 측정하여 권경에 따라, 터치롤(91)의 움직임을 조절한다.

예를 들어, 최소권경에서 설정된 압력값으로 권취를 시작하여, 권경이 증가할수록 터치롤이 권취롤에 인가하는 압력을 점진적으로 증가시키다가 설정된 권경(최대권경과 최소권경 사이의 특정권경, 설정된 값)에서부터 최대 권경이 될 때까지 다시 점진적으로 감소시켜, 최대 권경에서는 최소권경과 마찬가지로 설정된 압력값으로 권취가 되도록 한다. 이러한 방법으로 필름이 권취되는 전체 구간동안, 일정한 압력으로 필름이 권취되도록 한다.

세번째 방법은 권취되는 필름의 길이 또는 권취 시간, 권취롤의 회전수에 따라 권취압을 제어하는 것이다.

이 방법은 별도의 권경측정센서가 필요가 없다. 권취되는 필름의 길이 또는 권취시간, 권취롤의 회전수에 따라 권취롤의 권경이 점진적으로 증가하므로, 권취되는 필름의 길이 또는 권취시간, 권취롤의 회전수에 따라 권취되는 필름의 압력이 전체구간에서 일정하도록 제어하는 것이다.

구체적으로 설명하면, 압력균일제어부(95)는 최초 권취시에는 설정된 압력으로 권취가 되도록 터치롤을 제어하고, 권취 시간 또는 권취롤의 회전수가 증가할수록 터치롤이 권취롤에 인가하는 압력을 점진적으로 증가시키다가, 일정 시간이 지난후 또는 권취롤의 회전수가 설정된 값에 도달하면 다시 점진적으로 터치롤이 권취롤에 인가하는 압력을 감소시켜, 전체 구간에서 권취되는 압력은 일정하게 유지되도록 제어한다.

전술한 터치 롤(91)이 권취 롤(51a~51c)에 대해 후퇴(이송반대방향)시키는 대신에, 터치 롤(91) 또는 가이드 롤에 대해서 권취 롤(51a~51c)을 멀어지게 하는 방향인 후퇴시켜 구현될 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다. 이 경우, 터치롤이동부(93)는 권취 롤(51a~51c)에 작용하는 권취롤이동부로 구현된다.

한편, 도 6b 및 도 6c에 도시한 바와 같이 권취 롤(51a~51c)에 입사되는 슬릿필름(3a~3c)의 입사각(i)을 균일하게 제어하는 방법도 있다. 이 가이드 롤(191)은 권취 롤(51a~51c)과 소정 간격 이격되어 설치된다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 통상적으로 가이드 롤과 권취 롤이 고정된 상태에서는 권취 롤(51a~51c)에 권취되는 슬릿필름(3a~3c) 사이의 혼입 공기량은 최소 권경에서 최대 공기량(Qmax)이고, 최대 권경에서 최소 공기량(Qmin)이 형성된다.

따라서, 혼입 공기량을 균일하게 하기 위해서는 입사각이 일정한 상태로 권취되도록 제어해야 권취되는 슬릿필름과 슬릿필름 사이로 공기의 혼입 방지 또는 혼입된 공기를 최소한 균일하게 형성시켜 권취 불량을 방지한다.

만약 입사각이 너무 작을 경우에는 권취되는 필름간에 공기 혼입이 너무 적어 필름이 붙어버리는 현상이 발생하고, 입사각이 클 경우에는 혼입되는 공기량이 커서 불량이 발생하게 된다.

바람직한 입사각은 10도에서 25도 정도이다.

입사각균일제어용 혼입공기량제어부(190)는 압력균일제어용 혼입공기량제어부(90)와 마찬가지로 가이드 롤(191), 가이드롤이동부(193) 및 입사각균일제어부(195)로 구성되어 있다.

가이드 롤(191)은 권취 롤(51a~51c)에 권취되기 직전의 슬릿필름(3a~3c)을 이송 가능하게 가이드하면서 입사각을 조절하는 롤로써, 권취 롤(51a~51c)과는 이격되어 설치된다.

가이드롤이동부(193)는 터치롤이동부(93)와 마찬가지로 가이드 롤(191)의 일단 또는 양단축에 설치되어 가이드 롤(191)을 후퇴(또는 전진)방향으로 이동시키는 구동실린더(193)로 구성되는 것이 바람직하다.

입사각균일제어부(195)는 앞서 설명한 바와 같이, 권취롤의 권경 또는 필름의 길이 등에 따라 미리 설정된 속도로 가이드 롤을 이동시키거나, 권취 롤(51a~51c)에 장착된 권취감긴량측정센서를 통해 권취감긴량을 계산하여 가이드 롤(191)을 제어한다.

권취감긴량측정센서는 권취 롤(51a~51c)의 회전속도와 권취되는 필름 전체길이의 변화를 감지하고, 그 값을 입사각균일제어부(195)가 입력 받으면, 가이드 롤(191)은 가이드롤이동부(193)에 의해 권취감긴량에 따라 후퇴되어 입사각을 균일하게 유지시킬 수 있다.

구체적으로 설명하면, 권경이 커질수록 입사각이 점차 좁아지므로, 권경이 증가하더라도 입사각이 일정하게 되도록 가이드 롤(191)을 후퇴시킨다.

마찬가지로 전술한 가이드 롤(191)을 권취 롤(51a~51c)에 대해 후퇴(이송반대방향)시키는 대신에, 가이드 롤(191)에 대해 권취 롤(51a~51c)을 후퇴시켜 구현될 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다. 이 경우, 가이드롤이동부(193)는 권취 롤(51a~51c)에 작용하는 권취롤이동부로 구현된다.

또한, 가이드 롤(191) 또는 권취 롤(51a~51c)을 상하로 이동시켜 입사각을 균일하게 유지시킬 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

이 같이, 입사각 균일 제어는 가이드 롤(191) 또는 권취 롤(51a~51c)을 전후 이송 또는 상하 이송을 통해 구현될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이, 레이저 슬리터(30)는 레이저발진기(31), 반사경(32), 복수의 헤드(33)(34)로 구성되어 있다.

레이저발진기(31)는 레이저빔을 생성하는 장치이고, 헤드(33)(34)는 생성된 레이저빔을 광학필름(1)에 조사하는 노즐이고, 반사경(32)은 레이저발진기(1)의 레이저빔을 헤드(33)(34)로 반사하는 거울이다.

헤드(33)(34)는 광학필름(1)을 소정의 폭으로 슬릿하는 슬릿헤드(33)와 양측 에지를 트리밍하는 트림헤드(34)로 구성하여 있다.

슬릿헤드(33)는 폭의 열 수에 따라 가감할 수 있다. 예컨대 슬릿헤드(33)가 2개인 경우 최대 3열의 폭으로 슬릿한다. 2열의 폭으로 슬릿 하고자 하는 경우 하나의 슬릿헤드만 작동시키면 된다. 슬릿헤드(33)의 폭방향 거리도 조절 가능하다.

또한, 광학필름(1)의 재단시 발생되는 가스(연기)를 집진하는 레이저 집진기(40)가 레이저 슬리터(30)에 포함되는 것이 바람직하다.

레이저 집진기(40)는 헤드(33)(34) 주변에 배치되는 석션박스(41)와, 가스를 집진하는 집진박스(43)와, 석션박스(41)와 집진박스(43)를 연결하는 배관(45)으로 구성되어 있다.

석션박스(41)는 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이 헤드(33)(34) 가까이에 배치되어 레이저 가공에 따른 이물(예컨대 레이저 흄)을 석션하는 박스이다.

집진박스(43)는 석션박스(41)를 통해 흡인된 레이저 흄(fume)이 집진되는 통이다.

배관(45)은 레이저빔의 경로를 확보하도록 경사지게 배치된다. 즉, 배관(45)은 레이저발진기(31)와 반사경(32) 사이에 배치되기 때문에, 레이저발진기(31)의 레이저빔이 배관(45)에 걸리면 안 된다.

따라서, 배관(45)은 일단이 석션 박스(41)에 접속되는 하부배관(45a), 타단이 집진 박스(43)에 접속되는 상부배관(45b), 하부배관(45a)의 타단과 상부배관(45b)의 일단을 연결하는 중간경사배관(45c)으로 구성되어 있다.

또한, 중간경사배관(45c)은 비스듬히 경사져 있어서, 석션되는 끈적끈적한 성질의 연기가 잘 걸려 쌓이지 않는다. 따라서, 청소가 어려운 배관(45)의 청소 시간을 줄일 수 있어, 운전을 위한 준비 시간 단축을 하여 생산성을 향상시킨다.

배관(45)은 레이저 슬리터(30) 상에 고정되는 배관브라켓(47)에 지지되되,

배관브라켓(47)은 상부배관(45b)을 지지하는 수평배관브라켓(47a)과, 수평배관브라켓(45a)의 일단에서 아래로 연장하여 레이저 슬리터(30)의 본체 상에 고정되는 수직배관브라켓(45b)으로 구성되어 있다. 따라서, 배관브라켓(47)은 2회 절곡으로 형상이 간단하다.

이때, 하부배관(45a)은 스테인리스, 중간경사배관(45c)은 알루미늄 또는 주철, 상부배관(45b)은 PVC의 재질로 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 배관(45) 전체가 플라스틱 계열 특히 PVC의 재질로 하는 것도 좋다. 플라스틱은 미끄러운 성질이 있어 끈적끈적한 레이저 흄이 잘 들러붙지 않아 이물의 배관 내 적재가 잘 이루어지지 않는다.

또한, 배관(45)은 내부가 플라스틱 코팅된 금속 계통의 재질로 이루어진 것도 이물의 쌓임 방지에 기여할 수 있다. 이때의 금속은 스테인리스 또는 스틸로 구현하는 것이 좋다.

한편, 이송되는 광학필름(1)은 레이저 슬리터(30)를 통과할 때 웨이브 진동이 생길 수 있다. 이 진동이 조사부 측에 생기면 품질에 영향을 미친다. 즉 레이저 슬릿 시 광학필름(1)의 진동 폭이 ±300 이내가 되어야 안정된 품질을 확보할 수 있다. 이것은 통상 레이저 슬리터(30) 사이에 배치된 가이드 롤(R2)과 가이드 롤(R3)의 간격이 크게 되면 진동이 커지게 된다.

이 가이드 롤(R2)과 가이드 롤(R3)의 간격은 세팅되어 있고, 레이저 헤드(33)(34)와 석션박스(41)로 인해 레이저 슬리터(30) 근처로 롤(R2)(R3)을 접근시키기도 용이하지 않다.

이를 해소하기 위하여, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 레이저 빔의 조사부 근처에 진동방지접촉부재(35)가 배치되는 것이 바람직하다.

진동방지접촉부재(35)는 광학필름(1)의 상면에 배치되는 휠 형태의 상부 롤(36)로 구현되어 광학필름(1)이 스트레이트 형태로 이송되는 것을 도와준다.

상부 롤(36)은 광학필름(1)에 조사되는 레이저빔의 양측(폭방향 양측)에 배치되는 것이 바람직하다.

따라서, 양측의 상부 롤(36)이 레이저 빔의 조사부 보다 아래쪽에 있어, 이송되는 광학필름(1)이 상하 진동되는 것을 접촉상태로 눌러 웨이브 진동을 억제시키기 때문에, 조사부와 광학필름 사이의 간격을 최대한 일정하게 유지시켜 슬릿에 따른 오차가 발생하지 않는다.

특히 상부 롤(36)이 조사부 가까이 배치되어 그 진동 억제 효과는 매우 우수하다.

또한, 상부 롤(36)은 롤브라켓(38)을 이용하여 석션 박스(41)에 장착되기 때문에 장착 공간이 별도로 필요 없다.

이러한 진동을 더욱더 확실히 방지하기 위해서, 광학필름(1)의 하면에 하부 롤(37)이 더 설치되는 것이 바람직하다.

하부 롤(37)은 광학필름(1)의 하면과 슬릿필름(3a~3c)의 하면에 각각 배치되어 상하로의 웨이브 진동을 확실히 방지할 수 있다. 하부 롤(37)은 원통형 롤로 구현되어 가이드 롤의 기능도 할 수 있도록 레이저 슬리터(30)의 전후(길이방향 또는 이송방향 전후)에 배치되어 있다.

이처럼 상부 롤(36)과 하부 롤(37)은 보강 롤의 역할을 하여 조사부의 진동을 억제하는 효과가 있음을 진동 확인 측정기를 이용하여 80m/min 이송 속도까지 확인하였다.

한편, 본 발명은 권취되는 슬릿필름(3a~3c)의 주름, 쏠림, 변형 등을 더욱 정밀하게 교정하기 위해, 장척(길이가 긴) 필름의 사행을 방지하는 센터위치제어(CPC) 시스템을 포함한다. 이 CPC시스템은 광학필름(1) 또는 슬릿필름(3a~3c)의 가장자리 에지를 에어 서보 센서나 광센서로 검지하고, 그 정보에 기초하여 이송 방향을 제어하여, 필름의 폭 방향의 중앙이 일정한 이송 위치가 되도록 하는 것으로, 그의 작동기로서, 구체적으로는 1 내지 2개의 가이드 롤이나 구동을 갖는 플랫 익스팬더 롤을 라인 방향에 대하여 좌우(또는 상하)로 흔듦으로써 사행 수정하거나, 필름의 좌우에 소형의 2개 1세트의 핀치 롤을 설치(필름의 표면과 이면에 1개씩 설치되어 있어, 이것이 필름의 양측에 있음)하고, 이것으로 필름을 사이에 끼워 인장 사행 수정한다(크로스 가이더 방식). 이들 장치의 사행 수정의 원리는, 필름이 주행 중에 예를 들면 좌측으로 가고자 할 때에는 전자의 방식에서는 롤을 필름이 우측으로 가도록 기울이는 방법을 취하고, 후자의 방법에서는 우측의 1세트의 핀치 롤이 닙되어 우측으로 인장하는 것이다.

도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 CPC 시스템(80)은 이송되는 슬릿필름(3a~3c)의 양측 에지에 배치되는 CPC센서(81)와, CPC센서(81)로부터 슬릿필름(3a~3c)의 센터 이탈 여부를 입력받는 제어부(83)와, 제어부(83)에 의해 구동되어 슬릿필름(3a~3c)을 가이드하는 가이드 롤(89)의 위치를 조정하는 구동실린더(85)로 구성하여 있다.

CPC센서(81)는 슬릿필름(3a~3c)의 하부에 배치되는 발광부(82a)를 갖는 프로젝터(81a)와, 슬릿필름(3a~3c)의 상부에 배치되는 수광부(82b)를 갖는 디텍터(81b)로 구성되어 있다. 이때, 발광부(82a)와 수광부(82b)는 슬릿필름(3a~3c)의 폭방향으로 긴 광폭(또는 전체의 폭 이상)으로 탑재되어 있다.

프로젝터(81a)와 디텍터(81b)의 길이는 도 9c와 같이 적어도 슬릿필름(3a~3c)의 폭보다 더 길게 형성함으로써 슬릿필름(3a~3c)의 폭 길이의 변동에 관계없이 CPC센서(81)를 이동하지 않고도 감지할 수 있다.

이 구성에 의해, 발광부(82a)에서 나오는 빛이 수광부(82b)에 들어오는 빛의 양을 검출해서 센터를 맞춘다. 예컨대 좌측에서 나오는 빛과 우측에서 나오는 빛이 동일하지 않게 수광될 때 센서가 맞지 않는다고 판단하면, 구동실린더(85)가 가이드 롤(89)을 좌측 또는 우측으로 이동시켜 센터를 맞춘다.

따라서, 슬릿필름(3a~3c)의 각 폭 길이는 사용에 따라 폭의 길이가 다양하게 슬릿될 수 있기 때문에, 폭이 바뀌더라도 CPC센서(81)가 해당 위치로 이동할 필요가 없어 운전시간의 단축에 따른 시간손실을 최대한 억제시킨다.

이 CPC 시스템(80)은 슬릿필름(3a~3c)뿐만 아니라 권출과 레이저 가공 사이의 광학필름(1)에도 적용 가능하다. 물론, 트리밍 되기 전에는 EPC(에지 위치 제어) 시스템(20)이 사용되는 것이 바람직하다.

EPC시스템(20)은 CPC시스템(80)과 구조 및 기능은 유사하지만, 한쪽의 에지만을 감지하기 때문에 센서는 1개만 사용한다.

한편, 레이저로 슬리팅 된 슬릿필름(3a~3c)의 슬릿면은 다른 면에 비해 열 등의 융착 등으로 부풀어오른다.

이 같이 부풀어오른 슬릿필름(3a~3c)을 권취하면, 양측 가장자리(에지)는 중심부보다도 더 두껍게 겹치기 때문에 중심을 향할수록 오목한 형태를 취한다(도 10의 (a) 참조).

이러한 오목한 형태로 권취되면 불량을 발생하기 때문에 이를 해소하기 위해 슬릿필름(3a~3c)의 폭 방향으로 스윙하는 스윙부재(180)가 권취롤(51a~51c) 전방에 배치되는 것이 바람직하다.

스윙부재(180)는 스윙하는 슬릿필름(3a~3c)의 폭 방향 에지가 지그재그로 권취롤(51a~51c)에 권취시킨다(도 10의 (b) 참조).

스윙부재(180)는 CPC시스템(80)의 구성을 그대로 이용하여도 좋다.

즉, 스윙부재(180)는 CPC시스템(80)의 가이드 롤(89)을 도 9a에 도시한 바와 같이 가이드 롤(89)을 폭방향으로 서로 밀고 당기거나, 폭방향 중심에 대해 이송방향에 대해 좌우로 시소하듯이 스윙하면 에지가 지그재그로 쌓이게 된다. 이때 구동실린더(85)와는 별개로 스윙구동실린더(185)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 가이드 롤(89)의 스윙사이클(스윙속도)과 스윙거리는 제어부(83)에 의해 제어된다. 물론, 가이드 롤(89) 대신에 별도의 스윙 롤을 구현하여도 될 수 있다.

따라서, 가이드 롤(89)로 필름의 센터를 맞춘 후 스윙시키면 에지가 지그재그로 겹치면서 권취되어, 양끝단이 부풀어 올라 눌림 불량 필름을 방지한다.

또한, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 지그재그 권취는 외측으로 나아가면서 겹치다가 다시 내측으로 들어오면서 겹치는 방식으로 권취되는 것이 가이드 롤(89)의 스윙 조작이 용이하면서 겹치는 부분이 상당히 줄어 거의 도 10의 (b)와 같이 권취된 폭 방향으로 일직선에 가깝다.

지그재그 겹침 형태는 도 10a에 도시한 바와 같이 제어부로 가이드 롤(89)의 스윙사이클(스윙속도)과 스윙거리에 따라 원하는 형태로 구현할 수 있다.

먼저, 도 10a의 I은 스윙사이클(스윙속도)과 최대스윙거리를 1로 보았을 때 도 10a의 II는 스윙속도를 더 빠르게 하여 1스윙사이클 내에 1피치 보다 많은 피치(3/2스윙사이클)가 형성되게 지그재그로 겹치게 하고, 도 10a의 III은 최대스윙거리를 1보다 크게 하여(W1>W) 최대 폭을 더 넓게 하도록 권취시킬 수 있다. 이때 슬릿필름을 바로 스윙하면서 권취하는 것보다는 소정 길이 예컨대 20~30m 정도를 비스윙한 상태로 권취한 후 스윙하면서 권취하는 것이 좋다.

초기의 비스윙 권취는 지그재그로 겹치는 에지가 어느 정도 쌓여 권취되더라도 초기 비스윙 권취 필름이 단단히 받쳐주는 베이스의 역할을 해서 단차 형태로 쌓인 에지가 무너지는 것을 방지할 수 있다.

다른 한편, 레이저로 슬릿하는 경우 이물 특히 레이저 흄(fume)이 슬릿면 또는 그 근처에 융착되게 된다.

이 융착된 흄을 문질러서 제거함으로써, 클리너 크기를 컴팩트화 시켜 장비의 설치 운영을 용이하게 하고, 클리너의 성능을 향상시킨다.

도 11에 도시한 본 실시예의 클리너(70)가 레이저 슬리터(30)의 본체에 설치되는 클리너브라켓(79)에 장착되는 것이 바람직하다.

클리너(10)는 이물에 닿는 천(71), 천(71)을 롤 형상으로 권출한 천권출롤(73), 천(71)을 롤 형상으로 다시 권취하는 천권취롤(75)을 포함한다.

이때, 천(71)의 권취 이송 방향은 슬릿필름(3a~3c)의 권취 이송 방향과 반대로 배치되어, 문지르는 효과를 높인다.

또한, 천권취롤(75)에는 서보모터(미도시)가 장착되어 권취(물론 회전속도에 따른 장력 조절도 가능)을 한다.

또한, 천(71)에 장력을 가하는 천장력롤(77)이 클리너브라켓(79)에 장착되는 것이 바람직하다.

이때, 천권취롤(78)과 천권출롤(73)과 천장력롤(77)은 슬릿필름(3a~3c)의 이송방향 순서에 따라 배치되고, 천권취롤(78)은 천장력롤(77)보다 위쪽에 배치되게 하여, 천장력롤(77)과 천권취롤(75) 사이의 경사진 천(71)이 이물을 문지르게 하는 것이 바람직하다. 경사는 천장력롤(77)의 높낮이를 통해 조절 가능하다.

이와 같이 경사진 천(71)이 가이드 롤(R3)의 필름과 선접촉하여 점진적으로 문지르기 때문에 필름이송에 대해 저항을 거의 주지 않고 제거율을 높이며, 또한 흄 이외의 다른 부분의 필름에는 닿지 않아 필름의 손상 등을 원천적으로 방지한다.

한편, 닙 롤러(승강 닙 롤과 고정 구동 롤) 대신에 필름을 구동 이송시킬 수 있는 방안으로는 가이드 롤을 강제적으로 구동시키는 것 바람직하다. 왜냐하면 승강 닙 롤은 롤 자체의 오차 또는 필름의 두께 오차로 인해 균일하게 눌러주지 못해 더 눌린 부분으로 쏠리는 현상(사행)을 유발할 우려가 크기 때문이다. 또한, 닙 롤러는 구동 롤과의 갭 조정을 해야 하는 번거로움이 있다.

이를 해소하기 위해, 가이드 롤의 강제 구동 방식에는 첫째 가이드 롤을 동력전달부재에 의해 강제로 구동시키는 것, 둘째 가이드 롤 또는 구동 롤 자체를 표면거칠기(Ry)가 큰 것을 사용하여 마찰력에 의해 구동하는 것으로 구현될 수 있다.

도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 필름이송기구는 광학필름(또는 슬릿필름)을 구동 이송시키는 구동 롤(DGR)과, 광학필름(또는 슬릿필름)을 가이드 하는 다수의 가이드 롤(R1~R4)과 구동 롤(DGR)의 회전력을 전달하는 동력전달부재를 포함한다.

이 동력전달부재로 인해 가이드 롤(R1~R4)도 광학필름(슬릿필름)을 구동 이송시키는 구동 롤의 기능을 하기 때문에, 닙 롤 없이도 이송 가능하다.

동력전달부재는 구동 롤(DGR)을 구동시키는 모터(M)의 타이밍풀리(미도시)와 가이드 롤(R1~R4)의 타이밍풀리(TP1~TP4)를 연결하는 타이밍벨트(TV1)(TV2)로 구성되는 것이 바람직하다.

타이밍벨트(TV1)(TV2)는 구동 롤(DGR)의 회전력을 제2가이드 롤(R2), 제3가이드 롤(R3) 및 제4가이드 롤(R4)에 전달하는 제1타이밍벨트(TV1)와, 제4 가이드 롤(R4)의 회전력을 제1가이드 롤(R1)에 전달하는 제2타이밍벨트(TV2)로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 타이밍풀리(TP4)는 가이드 롤(R4) 하나의 회전축에 2개(TP4')(TP4'')가 설치되어, 제1타이밍벨트(TV1)와 제2타이밍벨트(TV2)가 걸리게 된다.

이와 같은 벨트 링크 시스템은 모터(M)의 회전력과 더불어 장력을 차단하는 기능을 구현하면서 필름의 두께에 따른 갭(gap)을 조정할 필요가 없다.

한편, 필름이송기구 중 가이드 롤(R1~R4) 또는 구동 롤(DGR)이 필름과의 표면거칠기가 큰 재질로 하여 필름과의 마찰력이 증가되어 닙 롤 대신 강제 구동 이송시킬 수 있고, 장력 차단 기능도 실현할 수 있다.

필름의 표면거칠기는 0.4~0.8, 가이드 롤 또는 구동 롤의 스테인리스 표면거칠기는 0.3~1 정도인데, 본 실시예의 가이드 롤 또는 구동 롤의 표면거칠기는 스테인리스보다 2배 이상, 바람직하게는 3 정도의 재질로 한다.

또한, 도 12와 같이 구동 롤(DGR)로 진입하는 광학필름의 입사각(i)은 20도 이하, 바람직하게는 10도 정도로 한다. 이것은 광학필름과 구동 롤의 외주면간에 접촉면적을 더 넓혀 표면거칠기와 더불어 강제 구동을 더욱 용이하게 도와준다.

예컨대 가이드 롤(R1~R4) 또는 구동 롤(DGR)이 고무 롤로 구현된다든지, 아니면 그 외주면을 고무 재질로 씌우거나 코팅하는 방식이 있다.

이와 같은 벨트 링크 방식이나 마찰력 증가 방식으로 인해, 닙 롤을 사용하지 않고도 사행 발생 위험 방지 및 갭 조정 불필요 등의 장점이 있다. 또한, 닙 롤의 승강 장치가 고가이면서 복잡하고, 닙 롤과 승강장치의 시스템이 차지하는 스페이스가 또한 줄어든다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 광학필름 슬리팅 공정은 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 광학필름 슬리팅 공정은 광학필름 슬리팅 공정은 크게 원반 롤(11)로부터 광학필름(1)을 권출하는 권출공정과, 권출되는 광학필름(1)을 이송 방향으로 트리밍 및 슬리팅하여 복수의 슬릿필름(3a~3c)과 트림필름(5)으로 재단하는 레이저 슬리팅공정과, 트림필름(5)을 배출 처리하는 트림처리공정과, 슬릿필름(3a~3c)에 부착된 이물을 제거하는 클리닝공정과, 이물이 제거된 슬릿필름(3a~3c)을 각각의 권취롤(51a~51c)에 권취하는 권취공정으로 이루어진다.

이때, 상기 슬리팅되기 전에 권출되는 광학필름(1)의 에지 위치를 제어하는 에지위치제어(EPC)공정을 통해서 레이저 슬리팅 공정에 똑바로 이송되어 슬리팅 시 품질 향상을 확보한다. 또한, 권취공정은 초기부터 어느 정도 똑바로 권취한 다음 스윙하면서 에지 부분을 서로 지그재그로 쌓이도록 권취할 수도 있다.

또한, 클리닝공정에서 이송되는 각 슬릿필름(3a~3c)의 센터 위치를 제어하는 센터위치제어(CPC)공정을 행하는 것이, 슬릿필름(3a~3c)이 권취롤(51a~51c)에 안정적으로 귄취되어 제품 품질을 향상시킨다.

한편, 상기 트림처리공정은 상기 재단되는 트림필름(1)을 바스켓(9)으로 이송 배출하는 트림필름 컨베이어공정으로 이루어진다.

이 트림필름 컨베이어공정으로 인해, 자동으로 트림필름(5)의 처리가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 트림필름 컨베이어공정은 상기 재단되는 트림필름(5)을 수평컨베이어(61)로 이송하는 트림필름 이송공정과, 상기 수평컨베이어(61)로부터 이송된 트림필름(5)을 경사컨베이어(63)로 이송하여 상기 바스켓(9)으로 배출하는 트림필름 배출공정으로 하는 것이, 트림필름의 수거 용량을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

예컨대, 본 실시예에서는 레이저 슬리터에 대해 설명하고 있지만 레이저 슬리터 대신 커팅 블레이드 슬리터로 구현될 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

본 발명의 혼입공기량제어는 유연한 재질을 권취하는 롤-투-롤 장비라면 모두 적용 가능하다.

1 : 광학필름 3a~3c : 슬릿필름
4 : 배관 4a : 배관브라켓
5 : 트림필름 7: 배출롤러
8 : CPC시스템 8a : 프로젝터
8b : 디텍터 9 : 바스켓(쓰레기 박스)
10 : 권출기 11 : 원반 롤
20 : EPC시스템 30 : 레이저 슬리터
31 : 레이저발진기 32 : 반사경
33 : 슬릿헤드 34: 트림헤드
35 : 진동방지접촉부재 36 : 상부 롤
37 : 하부롤 38 : 롤브라켓
40 : 레이저집진기 41 : 석션박스
43 : 집진박스 45 : 배관
45a : 하부배관 45b : 상부배관
45c : 중간경사배관 47 : 배관브라켓
47a : 수평배관브라켓 47b : 수직배관브라켓
50a~50c : 권취기 51a~51c : 권취 롤
60 : 트림처리기(트림필름 컨베이어) 61 : 트림필름 수평컨베이어
63 : 트림필름경사컨베이어 70 : 클리너
71 : 천 73 : 천권출롤
75 : 천권취롤 77 : 천장력롤
79 : 클리너브라켓 80 : CPC시스템
81 : CPC센서 81a : 프로젝터
81b : 디텍터 82a : 발광부
82b : 수광부 83 : 제어부
85 : 구동실린더 89, 191 : 가이드 롤
90,190 : 혼입공기량제어부 91 : 터치 롤
93 : 터치롤이동부 95 : 압력균일제어부
191 : 가이드 롤 193 :가이드롤 이동부
195 : 입사각균일제어부 180 : 스윙부재
185 : 스윙구동실린더 A : 권출 닙롤러
B : 권출피드 닙롤러 C1~3 : 1~3권취피드 닙롤러
a : 권출구간 b : 권출피드구간
c1~c3 : 1~3권취피드구간 d1~d3 : 1~3권취구간

Claims (12)

1. 광학필름을 권취롤에 권취하는 권취기에 있어서,
   상기 권취롤에 권취되는 광학필름 사이마다 혼입되는 공기량이 일정하도록 제어하는 혼입공기량제어부를 포함하는 광학필름 권취기.
   
2. 광학필름의 원반 롤이 설치되는 권출기;
   상기 권출기로부터 권출되는 광학필름을 이송 방향으로 슬리팅하여 복수의 슬릿필름으로 재단하는 슬리터;
   상기 복수의 슬릿필름을 각각 권취하는 권취롤이 설치되는 복수의 권취기;
   상기 권취롤에 권취되는 슬릿필름 사이마다 혼입되는 공기량이 일정하도록 제어하는 혼입공기량제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 입사되는 슬릿필름의 입사각이 일정하도록 제어하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤의 권경이 커질수록 슬릿 필름을 상기 권취롤로 가이드하며 소정 간격 이격되어 설치되는 가이드 롤을 후퇴시켜 입사각이 일정하게 유지되도록 제어하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤의 권경이 커질수록 상기 가이드 롤을 하강시켜 입사각이 일정하게 유지되도록 제어하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤을 후퇴시키는 가이드롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 가이드롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤을 상기 권취롤에 대해 하강시키는 가이드롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 가이드롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 후퇴시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되기 직전의 슬릿필름을 상기 권취롤로 가이드하며 상기 권취롤과 이격되어 설치되는 가이드 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 하강시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하는 입사각균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
   
10. 제2항에 있어서,
    상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취되는 슬릿필름이 일정한 압력으로 권취되도록 제어하는 광학필름 슬리팅 시스템.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취된 상기 슬릿필름에 접촉하는 터치 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 터치 롤을 상기 권취롤로부터 후퇴시키는 터치롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 터치롤이동부를 제어하여 상기 터치롤의 후퇴속도를 조절하는 압력균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 혼입공기량제어부는 상기 권취롤에 권취된 상기 슬릿필름에 접촉하는 터치 롤과, 상기 권취롤의 권경이 증가할수록 상기 가이드 롤에 대해 상기 권취롤을 후퇴시키는 권취롤이동부와, 상기 권취롤의 권경을 감지하여 상기 권취롤이동부를 제어하여 상기 권취롤의 후퇴속도를 조절하는 압력균일제어부를 포함하는 광학필름 슬리팅 시스템.
    

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