KR20120090057A - 스트립형 재료를 이송하기 위한 장치 - Google Patents

스트립형 재료를 이송하기 위한 장치 Download PDF

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폰 아르데네 안라겐테크닉 게엠베하
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Abstract

본원 발명은 처리 롤러 및 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러를 구비하는 스트립형 재료 이송용 장치에 관한 것이고, 스트립형 재료(3)를 이송하기 위한 장치에서의 문제점을 해결하며, 본원 발명에서 페어 측면의 접촉이 방지되고 그리고 본원 발명은 코팅 설비에서 비용-효과적으로 이용될 수 있다. 이러한 문제는 처리 롤러(1; 2)의 상류 또는 하류에 배치된 하나 이상의 이송 또는 벨트-안내 롤러가 트위스팅 롤러로서 디자인되고, 그에 따라 트위스팅 롤러가 각각의 처리 롤러의 회전 축선(9, 13)에 대해서 0°이외의 각도를 형성하는 회전 축선(9, 12)을 가진다. 트위스팅 롤러(8, 11)의 기능은 회전 중에 스트립형 재료에 의해서 취해진 경로가 처리 롤러의 표면에 의해서 규정되는 경로와 관련된다는 것이다.

Description

스트립형 재료를 이송하기 위한 장치{APPARATUS FOR TRANSPORTING STRIP-LIKE MATERIAL}
본원 발명은 처리 롤, 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러를 구비하는 스트립형 재료를 이송하기 위한 장치에 관한 것이다.
스트립형 재료는 많은 기술 분야에서 이송될 필요가 있다. 그러한 경우에, 스트립형 재료는 일반적으로 풀림(unwinding) 롤로부터 복수의 이송 롤러 및 처리 롤을 거쳐 권취 롤(winding up) 상으로 권취된다. 또한, 이송 롤러 및 처리 롤을 통과한 후에, 스트립형 재료에 대해서 즉각적인 추가적인 처리가 가해질 수 있고, 예를 들어 컷팅되고 그리고 시트 형태로 추가적으로 처리될 수 있을 것이다.
이러한 경우에, 스트립형 재료가 일 측면 상에서 처리가 이루어지는, 예를 들어 층이 제공되는 것이 공지되어 있다. 처리되는, 또는 처리될 측면을 이하에서 페어(fair) 측면으로 지칭한다.
진공-코팅 시스템 내에서 스트립형 재료의 페어 측면 상에 층을 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 경우에, 스트립형 재료가 처리 롤의 표면 상에서 코팅 기판으로서 안내되고, 상기 처리 롤은 또한 가열 또는 냉각 롤로서 동시에 디자인될 수 있을 것이다. 코팅 공급원이 처리 롤에 대해서 할당된 방식으로 정렬되고 그리고, 규정된(defined) 프로세스 조건하에서, 코팅 재료 증기를 발생시키고, 그러한 코팅 재료 증기는 코팅 기판의 페어 측면 상의 층으로서 부착(증착)된다.
이러한 타입의 스트립 안내가 도 1에 도시되어 있다. 제 1 처리 롤(1) 이 제 2 처리 롤(2)과 동일한 방향으로 즉, 동일한 회전 방향으로 작동되도록 정렬된다. 2개의 처리 롤(1 및 2)은 스트립형 재료(3)에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 코팅 시스템에서, 스트립형 재료는 층이 부착되는 기판을 구성한다. 이러한 목적을 위해서, 코팅 공급원(4)이 처리 롤(1 및 2)의 반대쪽에 정렬되고, 기판(3)의 페어 측면(5) 상으로 층을 제공한다.
처리 롤(1 및 2)의 달성가능한 가장 큰 둘러쌈(wrap-around)을 달성하기 위해서 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)가 제공된다. 이어서, 페어 측면(5)이 이러한 이송 또는 스트립-안내 롤러(6) 상에 위치되는 상태로 스트립형 재료(3)가 안내된다.
그러한 코팅 방법은, 예를 들어, 스트립형 기판 상에 유기 물질을 부착하기 위해서 적용된다. 스트립형 기판 상에 유기 물질을 부착하기 위한 연속적인 시스템은 큰 비용상의 이점을 가질 수 있고, 특히 루미네어(luminaires)에서 또는 광전지에서의 용도를 위해서 소위 작은 분자로부터 유기 반도체를 대량 생산하는데 있어서 큰 비용상의 이점을 가질 수 있다. 이러한 경우에, (최종 부품의 캡슐화(encapsulation)까지) 페어 측면의 접촉(touching)을 피할 것이 요구되고, 다시 말해서 유기 층이 부착되는 기판 측면의 터치를 피할 것이 요구된다.
진공 챔버 내에서 위치 복수의 유기 층을 상하로 증착할 수 있도록 하기 위해서, 예를 들어 지름이 2 m인 복수의 냉각 또는 가열 롤이 요구되며, 그러한 복수의 유기 층 증착은, 필요한 경우에, 다른 기판 온도들에서 실시되는 것을 포함한다.
이러한 경우에, 페어 측면의 접촉 회피 조건을 만족시키기 위한 것이라면, 도 1에 따른 구성(배열)을 이용하는 것은 불가능할 것이다. 필요한 코팅 공급원들의 개체수 및 크기 또는 기판의 필요한 온도 안내(guidance)에 의해서 스트립이 하나 초과의 처리 롤에 걸쳐 안내되어야 하는 경우에, 종래 기술에 따라서 처리 롤들의 구성을 선택할 필요가 있으며, 그러한 경우에 스트립형 재료는 롤과 각각 접촉한 상태로 동일한 회전 방향으로 편향되며, 그 결과 롤들의 배치를 위한 디자인의 자유도가 상당히 제한되게 되며, 그리고 스트립 안내부의 조밀한 그리고 모듈형의 디자인이 보다 더 어렵게 된다. 결과적으로, 그러한 스트립 안내부들의 부피가 증대되고, 그에 따라 그러한 진공 코팅 시스템과 관련한 비용이 상승하게 된다.
WO 2009/094622 A2에는 페어 측면의 접촉을 피할 수 있는 코팅 구성이 개시되어 있다. 그러나, 여기에서는 처리 롤이 제공되지 않는다. 오히려, 기판의 코팅은 코팅 시스템 내부에서 노출된 페어 측면의 평면형 부분에 대해서 실시된다. 그러나, 처리 롤은 특히 기판을 위한 충분한 냉각 기능을 가지며, 이는 특히 유기 재료의 코팅에 있어서 중요하다.
본원 발명의 목적은 페어 측면의 접촉이 회피되는 경우에 스트립형 재료를 이송하기 위한 장치를 구현하는 것이며, 그러한 장치는 코팅 시스템에서 비용-효과적으로 이용될 수 있다.
본원 발명의 목적은 처리 롤의 상류 또는 하류에 정렬된 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러가 트위스팅(twisting) 롤러로서 디자인된다는 사실에 의해서 본원 발명에 따라 달성될 수 있으며, 그러한 트위스팅 롤러로서의 디자인에 의해서 트위스팅 롤러는 각각의 처리 롤의 회전 축선에 대해서 0°이외의 각도를 형성하는(enclose) 회전 축선을 가지게 된다. 트위스팅 롤러의 기능은 스트립형 재료의 스트립 주행(run)을 처리 롤의 표면에 의해서 결정된 스트립 주행에 대해서 회전시키는 것으로 이루어진다. 그러한 회전으로부터 "트위스팅 롤러"라는 용어가 유래되었으며, 그러한 회전을 이용하여, 스트립형 재료가 회전에 의해서 페어 측면에 반대되는 반대 측면으로 트위스팅 롤러에 대해서 기대어지게(bears) 보장할 수 있다. 특히, 중간 섬유가 있는 상태에서, 스트립형 재료는 그러한 중간 섬유에 의해서 이전에 규정되었던 평면을 벗어나게 된다. 본원 발명에 따라서 스트립형 재료가 공간적인(spatial) 방향들을 따라서 이송될 수 있고, 그러한 이송은 축방향으로 평행한 롤러들을 거쳐 해당 스트립들이 안내되는 종래 기술에 따라서는 구현될 수 없다.
회전은 복수의 트위스팅 롤러들에 의해서 계속될 수 있고, 그러한 복수의 트위스팅 롤러들은 서로의 앞쪽 또는 뒤쪽에 놓일 수 있고 그리고 유사하게 그러한 트위스팅 롤러들 모두는 선행하는 및/또는 후속하는 트위스팅 롤러(들)의 회전 축선에 대해서 0°이외의 각도를 형성한다. 이러한 경우에, 이들 트위스팅 롤러들 사이에 안내 롤러를 배치할 수도 있으며, 그러한 안내 롤러는 선행하는 또는 후속하는 트위스팅 롤러에 대해서 평행하게 배치된다.
이러한 경우에, 트위스팅 롤러의 및/또는 처리 롤의 지름, 및 그에 따른 회전 속도가 서로 동일할 수 있고 또는 서로 상이할 수 있다.
페어 측면이 롤들에 의해서 접촉되지 않는 상태로 복수의 처리 롤을 포함하는 여러 가지 시스템 레이아웃은 트위스팅 롤러들을 거친 스트립 안내에 의해서 구현될 수 있고, 예를 들어 공통 회전 축선을 따른 처리 롤들의 구성에 의해서 구현될 수 있다(그에 따라, 2개의 트위스팅 롤러들의 쌍은 공통 회전 축선 상의 프로세싱 롤러들의 간격 만큼 스트립의 측방향 오프셋을 생성한다). 그러나, 이하에서 설명하는 바와 같은 다른 유리한 롤 구성을 구현할 수도 있을 것이다. 트위스팅을 기초로 하는 가능한 스트립 주행 레이아웃은, 통상적인 시스템에 대비해서, 실질적으로 보다 조밀하고 그에 따라 보다 비용-효과적인 디자인을 가능하게 한다.
이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 공지된 스트립 안내를 도시한 도면이다.
도 2는 반대 방향으로 회전하는 2개의 동축적인 처리 롤을 구비하는 본원 발명의 스트립-안내 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 동일한 방향으로 회전하는 2개의 동축적인 처리 롤을 구비하는 본원 발명의 스트립-안내 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 서로 나란히 놓여진 2개의 처리 롤을 구비하는 본원 발명의 스트립-안내 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 도 4에 따른 스트립-안내 장치를 도시한 평면도이다.
도 6은 서로 각을 이루어 정렬된 2개의 처리 롤을 가지는 본원 발명의 스트립-안내 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 회전 중의 주행 거리(길이) 편차를 산정하기 위한 표를 도시한 도면이다.
도 8은 여러 형태의 트위스팅 롤러들을 도시한 도면이다.
이하에서 설명되는 여러 실시예들에서 종래 기술에서와 동일한 기능을 하는 요소들에 대해서는 도 1과 동일한 도면부호로 표시하였다.
제시된 구성이 코팅 시스템에서 사용된다면, 스트립형 재료(3)는 층이 상부에 부착되는 기판을 구성한다. 이러한 목적을 위해서, 도 1과 유사하게, 코팅 공급원(4)이 처리 롤(1 및 2)의 반대쪽에 정렬되고, 코팅 공급원은 기판(3)의 페어 측면(5) 상에 층을 제공한다.
그러한 코팅 시스템에서, 처리 롤(1 또는 2)이, 특히, 코팅 롤, 냉각 또는 가열 롤로서 디자인될 수 있을 것이다. 또한, 그러한 롤들을 프로세싱 롤이라고도 할 수 있을 것이다. 롤들은 동일한 또는 서로 상이한 회전 속도 및/또는 지름을 가질 수 있을 것이다.
이러한 경우에 스트립형 재료(3)가 처리 롤(1 또는 2)의 표면의 큰 부분과 접촉하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)는, 스트립-주행 방향(7)에서 볼 때, 처리 롤(1 또는 2)들 상류에, 그 사이에 및/또는 그 하류에 삽입된다. 상기 롤러들은 또한 편향 롤러로서의 기능도 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스트립-안내 롤들이 처리 롤(1 및 2)에 대해서 축선방향으로 평행하다. 이러한 경우에, 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)가 페어 측면(5) 상에서 스트립형 재료(3)와 접촉한다. 본원 발명은 이러한 것을 회피하며, 이 경우에 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)가 트위스팅 롤러로서 디자인되며, 이에 대해서는 이하에서 설명한다.
본원 발명의 제 1 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 제 1 처리 롤(1)이 제 2 처리 롤(2)에 대해서 상대적으로 정렬되며, 다시 말해서 두 롤이 공통 중앙 축선 상에서 정렬된다. 2개의 처리 롤(1 및 2)이 반대 방향으로 작동되고, 다시 말해서 반대되는 회전 방향을 가지며, 스트립형 재료(3)에 의해서 부분적으로 둘러싸이게 된다.
스트립-주행 방향(7)으로, 제 1 처리 롤(1)의 하류에는 트위스팅 롤러(8)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(9)은 제 1 처리 롤(1)의 회전 축선(10)에 대해서 90°의 각도를 형성하고, 또는 다시 말해서 회전 축선(9, 10)의 수직 연장선(projections)은 90°의 각도를 형성한다.
스트립-주행 방향을 따라서 트위스팅 롤러(8)의 하류에 그리고 제 2 처리 롤(2)의 상류에는 트위스팅 롤러(11)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(12)은 회전 축선(9)에 평행하나, 상기와 유사하게 제 2 처리 롤(2)의 회전 축선(13)에 대해서 90°의 각도를 형성한다. 도 2로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 공통 중앙 축선을 따라서 처리 롤(1 및 2)이 배치될 수 있고, 트위스팅 롤러(8 및 11)의 쌍이 공통 회전 축선 상의 프로세싱 롤러들의 간격 만큼 스트립의 측방향 오프셋을 제공한다.
본원 발명의 제 2 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 제 1 처리 롤(1)이 제 2 처리 롤(2)에 대해서 상대적으로 배치되고, 다시 말해서 공통 중앙 축선 상에서 배치된다. 2개의 처리 롤(1 및 2)이 동일한 방향으로 작동되고, 다시 말해서 동일한 회전 방향을 가지며, 그리고 스트립형 재료(3)에 의해서 부분적으로 둘러싸이게 된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 이들이 다른 회전 속도 및/또는 지름을 가질 수 있을 것이다.
스트립-주행 방향(7)으로, 제 1 처리 롤(1)의 하류에는 트위스팅 롤러(14)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(15)은, 처리 롤(1 및 2)들의 거리에 따라서, 제 1 처리 롤(1)의 회전 축선(10)에 대해서 예각(α) 즉, 약 30°내지 60°의 각도를 형성하고, 또는 다시 말해서 회전 축선(15 및 10)의 수직 연장선(projections)이 그러한 예각(α)을 형성한다.
스트립-주행 방향을 따라서 트위스팅 롤러(14)의 하류에 그리고 제 2 처리 롤(2)의 상류에는 트위스팅 롤러(16)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(17)은 회전 축선(15)에 평행하나, 제 2 처리 롤(2)의 회전 축선(13)에 대해서 약 30°내지 60°의 예각(β)을 형성한다. 도 3으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 공통 중앙 축선을 따라서 처리 롤(1 및 2)이 배치될 수 있고, 트위스팅 롤러(14 및 16)의 쌍이 공통 회전 축선 상의 프로세싱 롤러들의 간격 만큼 스트립의 측방향 오프셋을 제공한다.
본원 발명의 제 3 실시예가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 제 1 처리 롤(1) 및 제 2 처리 롤(2)이 평행한 중앙 축선들 상에 놓이고 그리고 이와 관련하여 도 1에 도시된 것과 동일하다. 2개의 처리 롤(1 및 2)이 동일한 방향으로 작동되고, 다시 말해서 동일한 회전 방향을 가지며, 그리고 스트립형 재료(3)에 의해서 부분적으로 둘러싸이게 된다.
스트립-주행 방향(7)으로, 제 1 처리 롤(1)의 하류에는 트위스팅 롤러(18)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(19)은, 제 1 처리 롤(1)의 회전 축선(10)에 대해서 직각을 형성하고, 또는 다시 말해서 도 5에 도시된 도면(projection)에서 회전 축선(19 및 10)들이 그러한 각도를 형성한다.
스트립-주행 방향을 따라서 트위스팅 롤러(18)의 하류에는 트위스팅 롤러(20)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(21)은 도 4에 도시된 도면에서 회전 축선(19)과 직각을 형성한다. 스트립-주행 방향(7)으로 트위스팅 롤러(20)의 하류에는 트위스팅 롤러(22)가 배치되고, 그러한 트위스팅 롤러의 축선(23)은 회전 축선(21)에 평행하나, 도 4에 도시된 도면 내의 후속하는 추가적인 트위스팅 롤러(24)의 회전 축선(25)과 직각을 형성하며, 상기 트위스팅 롤러(24)는 제 2 처리 롤(2)의 상류에 배치되며, 그러한 트위스팅 롤러의 회전 축선(25)은 회전 축선(15)과 평행하게 놓이나, 전술한 것과 유사하게, 도 5에 도시된 도면에서 제 2 처리 롤(2)의 회전 축선(13)과 직각을 형성한다.
도 6은 복수의 트위스팅 롤러(26)를 이용한 처리 롤(1 및 2)의 다른 각도형 구성이 또한 가능하다는 것을 도시하며, 상기 트위스팅 롤러들의 회전 축선(1)은 서로에 대해서 그리고 처리 롤(1 및 2)에 대해서 0°이외의 각도를 각각 형성하고, 특히 10°초과의 각도를 형성한다. 보다 많은 트위스팅 롤러(26)가 사용될수록, 트위스팅의 결과로서 스트립형 재료(3)의 기계적인 부하(loading)가 적어진다.
도 7에 도시된 표에서, 트위스팅의 결과로서 초래되는 스트립형 재료(3)의 스트립 중심과 스트립 엣지 사이의 주행 거리 편차를 나타내는 계산이 실시된다. 주행 거리 편차는 스트립에서의 또는 처리 롤(1 및 2)과 트위스팅 롤러들 사이의 온도 구배(gradients)에 의해서 추가적으로 변화된다. 주행 거리 편차가 너무 커서, 팽창에 의한 스트립 엣지들의 손상이 없이 스트립형 재료의 서로 다른 길이방향 팽창에 의해서 편차들이 보상될 수 없는 경우에, 기하학적 트랩(geometrical traps)을 디자인할 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 팽창에 의한 손상에 더하여, 바람직하지 못한 접힘(folding)이 또한 발생될 수 있다. 이러한 것을 피하기 위해서, 트위스팅 롤러들이 스프레더(spreader; 어느 한쪽의 처짐이 없이 팽팽하게 당겨주는) 롤러(바나나형 롤러 = 곡선형 축선을 가지는 루버(rubber) 롤러), 또는 전체적으로 곡선형 축선을 가지는 가요성 롤러의 형태를 취할 수 있을 것이다.
그러나, 트위스팅 각도 및 온도 구배에 따라서, 다른 형태의 트위스팅 롤러들의 이용도 고려될 수 있을 것이고, 그러한 다른 형태가 도 8에 도시되어 있다.
그에 따라, 중앙 섬유와 스트립의 엣지 사이에서 발생하는 주행 거리 편차를 보상할 수 있고, 및/또는 접힘부의 형성을 방지할 수 있다.
1 제 1 처리 롤
2 제 2 처리 롤
3 스트립형 재료, 기판
4 코팅 공급원
5 페어 측면
6 이송 또는 스트립-안내 롤러
7 스트립-주행 방향
8 트위스팅 롤러
9 트위스팅 롤러(8)의 회전 축선
10 제 1 처리 롤(1)의 회전 축선
11 트위스팅 롤러
12 트위스팅 롤러(11)의 회전 축선
13 제 2 처리 롤(2)의 회전 축선
14 트위스팅 롤러
15 트위스팅 롤러(14)의 회전 축선
16 트위스팅 롤러
α 각도
β 각도
17 트위스팅 롤러(16)의 회전 축선
18 트위스팅 롤러
19 트위스팅 롤러(18)의 회전 축선
20 트위스팅 롤러
21 트위스팅 롤러(20)의 회전 축선
22 트위스팅 롤러
23 트위스팅 롤러(22)의 회전 축선
24 트위스팅 롤러
25 트위스팅 롤러(24)의 회전 축선
26 트위스팅 롤러
27 트위스팅 롤러(26)의 회전 축선

Claims (5)

  1. 처리 롤 및 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러를 구비하는, 스트립형 재료 이송용 장치에 있어서:
    처리 롤(1; 2)의 상류 또는 하류에 배치된 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)가 트위스팅 롤러(8)로서 디자인되고, 상기 트위스팅 롤러는 각각의 처리 롤(1; 2)의 회전 축선(10; 13)에 대해서 0°이외의 각도(α; β)를 형성하는 회전 축선(9)을 가지는 것을 특징으로 하는 스트립형 재료 이송용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립형 재료 이송용 장치는 스트립형 재료(3)의 코팅 동안의 이송을 위해서 디자인되고, 상기 스트립형 재료(3)는 프로세스 중에 둘 또는 셋 이상의 처리 롤(1; 2) 상에서 안내되고, 상기 기판(3; 스트립형 재료)에 대한 코팅이 처리 롤(1; 2)의 원주 상에서 적어도 부분적으로 실시되고 그리고 상기 스트립형 재료(3)는 하나 이상의 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)를 거쳐 하나 이상의 연속적인 처리 롤(1; 2)의 쌍 사이에서 안내되고, 그리고 상기 이송 또는 스트립-안내 롤러(6)는 기판(3)의 코팅되지 않은 측면과 접촉하는, 다시 말해서 페어 측면(5) 반대쪽의 측면과 접촉하는 트위스팅 롤러(8; 14; 18; 20; 22; 24; 26)로서 디자인되고, 그리고 상기 트위스팅 롤러(8; 14; 18; 20; 22; 24; 26)의 회전 축선은 상기 처리 롤(1; 2) 중 하나 이상의 축선과 비-평행적으로 정렬되는(즉, 경사지는) 것을 특징으로 하는 스트립형 재료 이송용 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 트위스팅 롤러(8; 14; 18; 20; 22; 24; 26)의 측방 표면의 형태가 원통형 형태로부터 벗어나는 것을 특징으로 하는 스트립형 재료 이송용 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 트위스팅 롤러(8; 14; 18; 20; 22; 24; 26)의 측방 표면의 형태가 변형된 원통에 실질적으로 상응하고, 상기 변형은 원통형 축선의 곡률에 의해서 얻어지는 것을 특징으로 하는 스트립형 재료 이송용 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 트위스팅 롤러(8; 14; 18; 20; 22; 24; 26)가 곡선형 회전 축선을 가지는 가요성 롤러로서 디자인되는 것을 특징으로 하는 스트립형 재료 이송용 장치.
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